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关于带记忆的线性热弹性板方程解的衰减

2021-03-15米小平蒲志林赵夕雅

四川师范大学学报(自然科学版) 2021年2期
关键词:定义系统

米小平, 蒲志林, 赵夕雅

(四川师范大学 数学科学学院,四川成都610066)

1 预备知识

设Ω⊂R2是一个具有光滑边界∂Ω的区域,考虑如下的Kirchhoff热弹性薄板方程

其中,x∈Ω,t∈R+=(0,∞).

根据方程的物理背景,考虑如下边界条件

及初始数据

其中,c≥0,函数u0,v0,ϑ0:Ω→R和ψ:Ω×R+→R是给定的函数,未知函数u表示板的垂直位移,而ϑ表示平衡参考值的温度变化场.为简便起见,把所有其他物理常数设为1.实际上,在文献[1-2]最早提出的原始模型中,c>0.Fabrizio等[3]考虑了c=0的情况.

已广泛研究热传导方程中没有记忆效应的线性热弹性板[4].在热通量的傅立叶定律被Gurtin-Pipkin定律取代后,就产生了出现在第一个方程中的卷积项.Giorgi等[1]考虑了解的衰减问题.本文在对记忆核进行非常弱的假设下,根据Hilbert空间上的c0半群,并利用抽象半群理论[4],证明指数稳定性.与我们的模型相比,主要区别是第二个方程中存在一个耗散项,这是因为除了热通量之外,热功率还依赖ϑ的过去历史.

2 记号和假设

设H是Hilbert空间,分别用〈·,·〉H和‖·‖H表示H上的内积和范数,当H=L2(Ω)时省略下标,固定c≥0.给出定义在L2(Ω)上的正定算子A=-Δ和B=cI-Δ,定义域D(A)=D(B)=对r∈R,引入Hilbert空间Hr=D(Ar/2),赋予通常的内积显然,当r1>r2时为紧嵌入,它在Hr上与〈Br/2·,Br/2·〉为等价内积.

令μ(s)=-κ′(s),μ(s)满足以下条件:

注意(7)式意味着μ不等于零.令σ∞=sup{s|μ(s)>0},也可能σ∞=∞,对于每一个σ<σ∞,通过(4)-(6)式存在一个集合Oσ⊂(σ,σ∞)具有正的Lebesgue测度,使得

通过(4)和(5)式,对于r∈R,给出加权Hilbert空间

在M1中引入线性算子T:

这里ηs是η关于s的偏导数,算子T是C0压缩半群的无穷小的生成元,特别有

最后定义Hilbert空间

为了后文的需要,对空间Mr的紧致性做一个简单的介……

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