一类广义Boussinesq方程局部弱解的存在唯一性
2020-07-13唐自敏原子霞
唐自敏,秦 敏,原子霞
(电子科技大学数学科学学院,成都 611731)
引言
经典的Boussinesq方程形式为:

其中φ(x,t)表示流体自由表面的运动,α和β是常数,仅依赖于长波的特征速度和流体的深度。该方程用以描述潜水波表面小振幅长波的传播状态,由法国著名的数学家,物理学家 Boussinesq[1]首次提出。Barostichi与Figueira[2]得到了当 α=1时的方程(1),即“好”的Boussinesq方程,在Gevrey空间上解的适定性和全局正则性。Xue[3]研究了有界域上“好”Boussinesq方程的初边值问题。给出了该初边值问题的局部和全局适定性。
相对的,当 α=-1时,方程(1)被称为“坏”的Boussinesq方程。Yang和 Wang[4]对“坏”Boussinesq型方程初边值问题解的爆破问题进行了研究。随着对Boussinesq方程的广泛研究与应用,开始出现含有不同形式的非线性项的Boussinesq方程。方程φtt=φxx-αφxxxx+β(f(φ))xx被称为广义 Boussinesq方程。Linares和Scialom[5]研究了含有一个一般形式的非线性项的Boussinesq方程的初值问题

其中f(φ)=α-1φ,α>1。此后,Dimova和Kolkovska[6]为分析孤立子轨道的稳定性与不稳定性,研究了具有两个非线性项的 Boussinesq方程 φtt=φxx-hφxxxx+(f(φ))xx,其中
f(φ)=aφ2+bφ3,h>0,a,b∈ R,b>0,a2+b2≠0。对于具有更一般的形式的两个非线性项的广义Boussinesq方程:
φtt=φxx-φxxxx+(aφp+1+bφ2p+1)xx,p>0.Zhang[7]运用了Grillakis-Shatah-Strauss的轨道稳定性理论,得到了判断该方程孤波解的稳定性的一般性结论。此外,Lin、Wu和 Loxton[8]考虑了当f(φ)=-Δφ+ωφ时的情形,证明了在一定条件下问题(2)的解是爆破的。关于f(φ)被其它形式的非线性项所代替的情形具体可参看文献[9-11]。
在研究含有不同形式的非线性项的广义Boussinesq方程的基础上,具有高阶项的广义Boussinesq方程也开始被深入研究。Wang和Esfahani[12]在一维空间中研究了含有六阶项的Boussinesq方程的柯西问题

其中f(φ)=,β=±1。证明了该方程的解在中是全局适定的。基于Wang和Esfahani的……
