含有一个非线性梯度项的抛物方程在Robin边界条件下的爆破现象
2012-08-16骆世广骆昌日
华南师范大学学报(自然科学版) 2012年4期
骆世广,骆昌日
(1.广东金融学院应用数学系,广东广州510521;2.华中师范大学职业与继续教育学院,湖北武汉430079)
文献[1]介绍了一类含有非线性梯度项的抛物方程,即方程可写为如下形式:

并给出如下初边值条件:

部分学者研究了在 Dirichlet边界条件下和Neumann边界条件的解的爆破问题[4-8].其中考虑在Robin边界条件下解的爆破问题[9-10].本文继续在Robin边界条件下考虑爆破问题.众所周知,p≤2q时解在有限时间内将不会爆破[11],但是在p>2q时,解可能会爆破[6].本文仅考虑其特殊情况q=1时,为了简单起见,令p=s+1,那么原方程组可写为如下形式:

Robin边界条件和初值条件可写为:

其中k是一个正常数.应用抛物方程的最大值原理[12-13]得到u将是非负的,对任意的x,t[0,t*).下面将推导出当爆破发生时,解的爆破时间的下界.
推导下界的过程中,将对式(4)中的一些数据项加适当的假设.我们可以得到如下定理:

将满足如下的微分不等式

从式(8)可以得到爆破时间t*的下界,得到:

其中m4
参数τ0,L,ε3均为正常数,证明过程中将会给出其具体定义和解释.
现在开始证明定理1.首先计算

式(10)的计算过程中用到了散度定理,并且关于u的边界条件注意到如下事实:

为了方便,假设w=u(ns+1)/2,那么式(10)的最后一项可以写成

由广义的Poincare不等式推得
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