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原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究作出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标 明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名:e t 期:呈q 旦! 篁 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允 许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名:夏至l 壹导师签名: 中 英 第 第 第 3 1 预备知识2 l 3 2 全配置格式2 4 3 3 误差估计2 4 参考文献3 1 致谢3 3 c o n t e n t s c h a p t e r1t h eb a s i ct h e o r i e so ft h ef u l lc o l l o c a t i o nm e t h o d 1 2p r e l i m i n a r i e s 2 1 3c o l l o c a t i o ns c h e m e 4 1 4t h r e e i m p o r t a n t t h e o r e m s 5 c h a p t e r2a f u l lc o l l o c a t i o nm e t h o df o raq u a s i l i n e a rp a r a b o l i cs y s t e m 2 1c o l l o c a t i o ns c h e m e 9 2 2e x i s t e n c ea n d u n i q u e n e s s o f t h es o l u t i o n 1 2 2 3c o n v e r g e n c e a n a l y s i s 1 4 c h a p t e r3af u l lc o l l o c a f i o nm e t h o df o ri n c o m p r e s s i b l em i s c i b l ed i s p l a c e m e n ti np o r o u sm e d i a 3 1p r e l i m i n a r i e s 2 l 3 2a f u l lc o l l o c a t i o ns c h e m e 2 4 3 3c o n v e r g e n c ea n a l y s i s 2 4 r e f e r e n c e s 3 1 山东大学硕士学位论文 中文摘要 配置法是二十世纪七十年代以来发展起来的以满足纯插值约束条件的方式,寻 求算子方程近似解的数值方法该方法通过分片多项式近似求解,使之在某些特定 的点即配置点上满足微分方程及其边界条件配置法具有无需计算数值积分,且逼 近方程容易形成,计算简便以及收敛精度高等优点,广泛地应用于数学物理以及工 程问题其中,采用高斯数值积分公式的节点( g a u s s 点) 代替自然节点进行配置, 且选用分片双三次h e r m i t e 插值多项式空间作为求解的函数逼近空间,收敛速度可 达阶,称在高斯节点上的样条配置法为正交样条配置法( o s c 方法) 正交配置 法较之有限元方法易于实现精度高,原因在于配置法无需计算数值积分,而数值积 分既要增加工作量,又会影响系数矩阵的精度,因此,配置法在数值求解椭圆型方 程、抛物型方程以及双曲型方程中得到广泛应用而对于用配置法求解时问离散的 抛物型方程大多采用分片双三次h e r m i t e 插值对空问进行离散,对时间采用一般的 差分,在高斯节点上建立求解格式而在时间和空间都采用配置法还鲜有研究,本 文对全配置方法进行了研究,介绍了该方法的全配置格式及收敛性分析 全文共分为二章 第一章介绍拟线性抛物型方程全配置法的基础理论对空间和时闻区域作剖 分,构造蚴6 ) ,m o ( s ,s ) 为分片三次h e r m i t e 多项式空间和时间作为求解的逼近函 数空问,给出了抛物型方程的全配置格式,并引述了与误差估计有关的三个重要定 理 第二章是拟线性抛物型方程组问题,介绍了其全配置格式及全配置解的存在唯 性 第三章处理了多孔介质中不可压缩流体驱动问题的全配配法多孔介质中不可 压缩流体驱动问题的研究对许多工程领域如地下石油开采有重要意义,用现代计算 方法和技术对流体流动模型进行数值模拟对采油的诸多方面如井位选择、注水量、 生产量均有指导或参考价值描述上述问题是以下耦合系统 甜:一笑笑 ol】,0x t 丁 甜= 一f = i l u ,ij , s 山东大学硕七学位论文 一a - - ( a ( x o x ,。筹) = 拈力,毗沪怒 币( 曲塞+ 材瓦0 c 一杀( 以 ) 丝o x l l = ( 云一c ) g o , u ( o ,f ) = u ( 1 ,f ) = 0 ,0 ,瓦 ( 鲫,珈加( 卿,珈,= o , c ( x ,o ) = c o ( x ) 本文对压力方程运用正交配置法来逼近,对饱和度方程采用全配胃! 法来逼近,提出 了耦合系统的全配置格式,给出求解顺序,并得到耦合系统的最优阶误差估计 求化c ) n h m r ( r , 6 ) ,使满足 = 7 0 c 0 ( 力,x 【0 ,l 】, 弼+ e 0 5 一吴p ( e ) e 码) 一仃一c 盯4 - ,- 机。v | ) ,功) = 。, g ( 0 ,功) = g ( 1 ,r 材) = 0 , h q ) 繁刮q ) 警一g ) 鼢改) = o , 孥( o ,t k ) :挚( 1 ,改) :o , o xd x ( r ,1 ) = 0 ,k = 0 ,m 其中 u k = u ( g ,警) , g = m i n ( m a x ( c k ,o ) ,1 ) + t k 。k a t = 露斋 了盯2 如+ “丁, k = 0 ,= o , 丁,是高斯积分点,且有l k o = t k 以卜令配瞥格式的计笪顺序为 i l 一一p 0 _ c o l _ c 0 1 2 _ _ 一p l c i l _ c m _ p 2 一c 2 l _ 文章 优阶 在常 k a t l + r 1 + 群1 + 谬1 关键词:全配置法;全配置格式;误差估计;抛物型方程;不可压缩 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o l l o c a t i o nm e t h o di san u m e r i c a lm e t h o dw h i c hs e a r c h e sf o rt h ea p p r o x i m a t es o l u - t i o no ft h eo p e r a t o rf u n c t i o nb ys a t i s f y i n gp u r ei n t e r p o l a t i o nc o n d i t i o n , a n di tw a si n v e n t e di nt h e 1 9 7 0 s t h ec o l l o c a t i o nm e t h o di se s s e n t i a l l yi n v o l v e di nd e t e r m i n i n ga na p p r o x i m a t es o l u t i o n b yp i e c e w i s cp o l y n o m i a ls a t i s f y i n gt h ed i f f e r e n t i a le q u a t i o na n db o u n d a r yc o n d i t i o ne x a c t l ya t c e r t a i np o i n t s t h ec o l l o c a t i o nm e t h o dn e e d n tc a l c u l a t en u m e r i c a li n t e g r a t i o n ,a n di t sa p p r o x i m a t i o ne q u a t i o ni se a s yt of o r ma n di th a ss i m p l ec a l c u l a t i o na n dh i g hc o n v e r g e n c e ,s oi ti sw i d e l y u s e df o rs o l v i n gb o m e n g i n e e r i n ga n dc o m p u t i n gm a t h e m a t i c s c o l l o c a t i o np o i n t su s u a l l yu s et h e n o d e so fg a u s sq u a d r a t u r ef o r m u l a ,a n dc h o o s ep i e c e w i s eh e r m i t eb i c u b i c sp o l y n o m i a l sa st h e a p p r o x i m a t i v es p a c e , c o n v e r g e n c er a t ec a nr e a c hh 4 s p l i n ec o l l o c a t i o nm e t h o da tg a u s sp o i n t si s n a m e do r t h o g o n a ls p l i n ec o l l o c a t i o nm e t h o d ( o s c ) s p l i n ec o l l o c a t i o nm e t h o dn e w , d r l tc o m p u t e n u m e r i c a li n t e g r a lw h i c hi n c r e a s e st h ew o r k l o a da n de f f e c t st h ep r e c i s i o no f c o e f f i c i e n tm a t r i x ,a s ar e s u l t , t h ec o l l o c a t i o nm e t h o dh a se a s i e ri m p l e m e n t a t i o na n dh i g h e rc o n v e r g e n c er a t et h a nt h e f i n i t ee l e m e n tm e t h o d f r o mt h ea b o v e ,c o l l o c a t i o nm e t h o di sw i d e l yu s e di nm a n yf i d d s , s u c ha s e l l i p t i ce q u a t i o n s ,p a r a b o l i ce q u a t i o n sa n dh y p e r b o l i ce q u a t i o n s b u tt h em o s t o fu s i n gt h ec o l l o - c a t i o nm e t h o df o rs o l v i n gp a r a b o l i ce q u a t i o n si si nt h a tw a y :c o l l o c a t i o ni ns p a c ew h i l ed i f f e r e n c e i nt i m e b u tc o l l o c a t i o nm e t h o dh a sb e e ns c a r c e l yu s e db o t hi ns p a c ea n di nt i m e i nt h i sp a p e r , s o m er e s e a r c h e sa n dc o l l o c a t i o ns c h e m ea b o u tt h ef u l lc o l l o c a t i o nm e t h o dw i l lb eg i v e n , o p t i m a l e l t o re s t i m a t ea n dt h es t a b i l i t yr e s u l tw i l lb ea l s od e r i v e d t h i sc o n t e n ti sd i v i d e di n t ot h r e ec h a p t e r s t h ef i r s tc h a p t e rg i v e st h eb a s i ct h e o r i e so f t h ef u l lc o l l o c a t i o nm e t h o d a n di tn o to n l yg i v e s ap a r t i t i o no ft h es p a c ea n dt i m e ,l e tm 6 ) b et h es p a c eo fp i e c e w i s eh e r m i t eb i c u b i c s ,w h i c h i st h ea p p r o x i m a t es p a c e ,a n dl e t 坛i ( j ,) b et h et i m eo f p i e c e w i s eh e r m i t eb i c u b i c s ,w h i c hi st h e a p p r o x i m a t et i m e ,b u ta l s og i v e st h ec o l l o c a t i o np o i n t s i ti n t r o d u c e st h ef u l lc o l l o c a t i o ns c h e m e a n dt h ee x i s t e n c ea n du n i q u e n e s so fi t ss o l u t i o n i nt h ee n d ,i tg i v e st h r e ei m p o r t a n tt h e o r e m s a b o u tc i t o fe s t i m a t e t h es e c o n dc h a p t e rc o n s i d e r saf u l lc o l l o c a t i o nm e t h o df o raq u a s i l i n e a rp a r a b o l i cs y s t e m , a n dg i v e st h ec o l l o c a t i o ns c h e m ea n dt h ee x i s t e n c ea n du n i q u e n e s so fi t ss o l u t i o n t h et l l i r dc h a p t e rc o n s i d e r saf u l lc o l l o c a t i o nm e t h o df o ri n c o m p r e s s i b l em i s c i b l ed i s p l a c e i v l ,:一笑一o p 工( o ,l 】,o ,瓦o”一而一x 艇j ,叭7s7 一熹k c ,筹) 吼o ,舡加筹, 烈x ,塞+ “塞一去( d c “,塞) = f c 蛔班 “( 0 ,9 = u ( 1 ,f ) = o ,0 t l ( 脚,珈= 珈棚一o , ( “,o ) = c o ( x ) i nt h i sc h a p t e r , iu s eo r t h o g o n a lc o l l o c a t i o nm e t h o dt oa p p r o x i m a t et h ep r e s s u r ee q u a t i o n , a n du s e t h ef u l lc o l l o c a t i o nm e t h o dt oa p p r o x i m a t et h ec o n c e n t r a t i o ne q u a t i o n i tn o to n l yg i v e st h ef u l l c o l l o c a t i o ns c h e m ea n dt h eo r d e ro ft h es o l u t i o n ,b u ta l s op r o v e st h ee x i s t e n c ea n du n i q u e n e s so f t h es o l u t i o n o p t i m a lo r d e re s t i m a t e sa r ed e r i v e df o rt h ee r r o r si nt h ea p p r o x i m a t es o l u t i o n s f i n a l l y , w ef i n ds u c has o l u t i o n ( 只c ) n hxm 再) s a t i s f y i f i g : w h e r e c o = r 6 ( o ( x ) ,x 【0 ,l 】, 甜c k t + e u v c :t x + 5 一旦o xp ( e 泸) 拳5 ) 一( c - c l d + 万 蟛,聊) = o , g ( o ,r i d ) = g ( 1 ,t u ) = 0 , h ) 警吨( c :) 瓦c g p k 一曲鼢) = 。, 百o p k ( o ,如) :娑( 1 ,如) :o , ( p “1 ) = 0 ,k = 0 , 魄= l g ( ,瓦o p t , ) = m i n ( m a x ( c k ,o ) ,1 n 山东大学硕士学位论文 瑶= 尬f = 七; 功= “+ r ,七= o ,= o , t 7i st h eg a i 塔sq u a d r a t u r ep o i n t , a n dl e tr o2 珏 t h eo r d e ro f t h es o l u t i o ni st h ef o l l o w i n g : 一一尸o - c o l c 0 2 - 一_ p l _ c l l _ c i 。一p 2 一q l _ i nt h ee n do f t h ec h a p t e r , i tg i v e so p t i m a lo r d e re r r o re s t i m a t e : s u p p o s e ( a ) 一( d ) ,a n da t l = a t w + 1 ,3 ,s24t h e nw eh a v et h ef o l l o w i n go p t i m a le 丌o r 剖扎盯8 l 。+ 。蛐s u p 脆慨二玫) ih p + i l p k - 刚1 ) k a t l + a t 1 + f 1 + 移 k e y w o r d s :f u l lc o l l o c a t i o nm e t h o d ;f u l lc o l l o c a t i o ns c h e m e ;e r r o re s t i m a t e ;p a r a b o l i c e q u a t i o n ;i m c o m p r e s s i b l e v l 第一章全配置法的基础理论 1 1引言 配置法是近三四十年发展起来的,是以满足纯插值约束条件的方式, 寻求算子方程近似解的方法,且具有不必计算数值积分,逼近方程容易形 成,计算简便以及收敛精度高等优点。配置法对椭圆型i t , 2 1 、抛物型1 8 , 9 、 双曲型【6 搭】等各种方程都适用。用配置法求解时间离散的抛物型方程大 多采用分片三次h e r m i t e 插值对空间进行离散,对时间采用一般的差分,在 高斯节点上建立求解格式【9 2 8 1 。而在时间和空间上都采用配置法还鲜有 研究。全配置法的优点是能够得到整体解且在节点处具有超收敛性。本 章主要介绍下面的这样一类一维拟线性抛物型方程 蛳) 等一心f ,“) 岩- 6 ( 州,瓦o u ) - o ( 0 j l ,。 f 如, u ( x ,0 ) = 以曲,0 x 1 , u ( o ,f ) = g o ( o ,“( 1 ,t ) = g l ( f ) 。0 1 r ( 1 1 i ) ( 1 1 2 ) 抛物型方程一般有时间连续和时间离散两种配置格式 9 1 。 时间连续的配置法是寻找一个关于时间可微的映射u :( o 7 1 _ a 1 ( ,6 ) , 满足 筹卅,丽0 2 u 一扶u 以忙忙。, i = 1 ,坛j ,= 1 ,一l ;0 ,r u ( o ,t ) = g o ( t ) ,队1 ,) = g l ( t ) ,0 fsr u ( x ,o ) 一堤小量 ( 1 1 4 ) ( 1 1 5 ) 其中a 1 ( r 占) = ,c 1 i f ) i vep l t _ i ) ,i = 1 ,枷,3 ,p a e ) 表示i 上次数不超 过r 的多项式函数空间在e 上的限制,= 【o ,l 】,厶= 【堆l ,x i ,i = l ,眠其 中i x t 临是空间i 上的剖分节点。 时间离散的配置法则是指用有限差分在时间方向离散 扩= 扩( x ) = u ( x ,i ) ,岛= 月她a t 2 斋 扩+ = 三( 扩+ 扩+ ) ,4 扩= 竺去半; l 山东大学硕士学位论文 则方程的c r a n k - n i c o l s o n 配置格式为:寻找映射u :t o l l t ,t n a l “6 ) ,满足 c ( 扩+ ) 西扩一反矿+ ) 嘭 一6 ( 矿+ 音,醭+ ) 蛳) 亨o , f = 1 ,尬= l ,一l ;n = 0 ,一1 ( i 1 7 ) 矿( o ) = g o ( 岛) ,矿( 1 ) = g i 亿) ,厅= 0 ,;( t 1 8 ) 、 l , - o 一是小量( i 1 9 ) 其中人。( r , 0 3 定义同上。 本章讲述用全配置法求解上述拟线性抛物型方程 1 2预备知识 在这一节,给出这一章中所用到的符号的定义,对于通常所用符号不 再做特殊说明 令 列鉴为区间【o ,l 】上的剖分, j 为区间【o ,1 】上的剖分,且满足 02 翔 x l x m2 l , 0 = t o t i o ,七= l ,2 ,m 九( ,d = l v c 1 ( 【o ,l 】) i ,尸? ( 乃) ,i = l ,2 , n , m o ( s ,功= f ,c o ( 【0 ,明) l ,b ( 埘,k = l ,2 , m = 而( ,d ) om o ( s ,) 用p 表示关于x 的任意次多项式构成的集合,用p ,表示x 的次数不大于r 的多项式组成的集合,如p 3 表示x 的次数不大于3 的多项式集合当,3 时,令 b r ( x ) = 志筹i x - 仅一t r - 1 , n 2 m 2 山东大学硕士学位论文 则。和1 是b ,( 砂的二重根,在( o ,1 ) 内毋有其余的,一3 个单根,设其为 0 呀1 t 1 2 - j 7 p 3 i 形( 力是【o ,l 】上的,一1 次l e g e n d r e 多项式,设它的,一1 个零点为 则有 0 手l 彘 靠一i 1 专i j2x 卜t + h 焉j , r i o2x i - i + h i q j 设0 1 _ l 7 - 2 l l 当,3 时,记 是【o ,l 】上的高斯积分点且满足 :罗 , 1 2 p ( t ) d t p ( r 1 ) w t p川( 【o ,1 1 ) 2 乞 , 川( 【o , t k = t k - - ! + a t k r t , k = 1 2 ,;,= 1 ,。一,s 荆= 志筹叭川门 定义: ( 1 ) t n :c l ( i i ) _ 只) 是满足f 列条件的插值算子 0 ( l f “) ( j ,) = “( x ) ,( 巧,“) ( 柚= l ( x ) , 当j = z 卜i ,x i 时 功( 丁0 “) ( j 7 “) = 以j 7 ,) , = 1 ,。,一3 ( 2 ) 矗d :c ( ,) _ m l ( r j j 当x 厶时,( 正嘣“) ( j ) = ( “) ( 工) , i = 1 一,膨 ( 3 ) e 。( :c o ( 【o ,刃) _ m o ( s s ) ) m o ( 只s ) 满足 ( 7 ;v ) ( r k d = “1 - “) , k = 1 ,;,= o ,s 由文献【。】我们有如下结论和引理 删= 黜( x 一圹川,川2 引理1 1 对口峭化= 叫m ( 6 ) i “o ) = “1 ) = o l , 瑾,) _ 删孙巾”2 一珈训 ( 1 2 2 ) 3 山东大学硕士学位论文 命题1 2 若妒h i ( , o ,则有 i l s o l l 2 2 2m 2 + 4 h 2 i l s o l l 2 9 ( ,) 引理1 3 ( 离散的g r o n w a l l 引理) 假设依0 耻= 0 。1 ,刀,陬风i 且有关 系式 t 1 f f k - - - ;k + ,艺h ,k = 0 ,1 ,止7 o n = 0 那么成立 e t n f l n ,l = o ,1 ,。z 引理1 4 若驴m k r , 6 ) 。g o ( s ,d ,有 i 似卅加剑舴- ) 1 2 川( ,) 2 上沏 1 3全配置格式 就问题( 1 1 1 ) ( 1 1 3 ) 本节将给出全配置格式,记,上分片三次h c n n i t e 插值算子r e , a m io - 6 ) ,时间,上分片三次h e r m i t e 插值算予 令 吃( :c o ( 【0 ,刀) 一g o ( s , 妫g o ( s ,功 ,= 如:站= t r ao :c 1 ( i x 【o ,明) _ 膨 记算子i - j 为如f 形式: ( 1 3 1 ) ,一,= ( i 一6 ) 国,+ ,o ( ,一丁磊) 一( ,一t r , 6 ) o ( ,一r 0 ) ( 1 3 2 ) 利用插值算子,e 。,高斯点以及以上定义的符号,解方程( 1 川1 ) ( 1 i 3 ) 的全配置法是指求【,“,) m 使满足 l 7 “o ) u ( o ,) u o ,) d u 一口( = ( t r 们( 曲 = ( r l , g o ) ( t ) , = ( 酝,) ( n 一6 ( 配巩) 蚴,聊) = 0 其中:i = i ,必= 1 ,- 一1 ,j | = l , ,:l ,5 4 ( 1 3 3 ) ( 1 3 4 ) ( 1 3 5 ) 山东大学硕士学位论文 1 4三个重要定理 1 设u ,u 分别是微分方程和全配置方程的解,令 厅= 7 k r 乏1 , y = u 一面,叩= u 一螽 要研究( 1 3 3 ) ( 1 3 5 ) 的收敛性,首先给出了如下线性问题 蜥一a ( x ,d ”“一五d 圾一“五f ) “= g ( 暑f ) ,j ,0 t r 材c lo ) = j r ( 功,工1 u ( o 。o = u ( 1 ,f ) = 0 ,0 ts r 把,一,按( 1 3 2 ) 式分成三部分,整理化简得 令 则有 令 又因为 似,一加,蚴,豫) = 一矿主西( 与笋) 怍象) g 专) 辑) q - - o 1 、 + b o 扩7 + l u 。l ,( i ,幻) ( 白) i + o ( ( 1 1 “i i r + 3 o + l i 甜i i r + 1 1 ) t 7 7 + 1 + i | “i i r - l ,2h r - ! f ( 1 4 i ) ( 1 4 2 ) ( 1 4 3 ) + ( 1 1ul i o ,+ 2 + i iz ,1 1 2 s + 1 ) 【d 5 + 1 + l i 盯1 1 ,+ 2 0h r a t ) ( 1 4 4 ) 烈葺,) = ( ,k ) ( j ,f ) 一h r + 2 d ( f ) ( 1 4 5 ) l ( u 一最) ( 旬。功) = o ( ( 1 1z ,i | r 3 o + i i “l i t + 1 1 + j l ,i l “l i t + 2 1 ) + 1 + ( 1 1 甜i i ,1 1 + i i 缸l i t + 2 , 1 ) h r - 1 f + ( 材i i o s + 2 + i iu1 2 s + 1 ) ( f ) + 1 ) 三烈劫,1 材) ( 1 4 6 ) m v = u 一舀= ( u 一“) + ( “一舀) l ( u 一( 知,r “) = 0 ,以及l v = - p 5 山东大学硕士学位论文 可得 j 一( ,d b + i m i y - u ( 砸) 1 2 u ;f + y i 屹( 功) 1 2 研, j _ - 1扛l s c 再由引理1 1 和命题1 2 可得 当h 足够j , u 寸有 由文献【9 j 知 j = - l 以r u ) f + i v ( r k t ) 1 2 + l 咖) 1 2 1 w ;a t c i v j 2 c i i v j l i z ( d i m i l 2 :( d + c l l y 嘎,) i m k l 2 + c i 纠2 + c 沪l v = 1 2 故若4 c ( a t ) 2 y ,则有 c i v j 2s 一 卅筹 4 1 v = 1 2+ c l v l 2 o 邪筹c 2 o o , j i v , x ( t 材) 1 2 ? h ,= c 电c 川 j = j 再由引理1 3 和文献【9 l 有如下三个定 定理1 i 材是方程( 1 4 i ) ( 1 4 3 ) 的解 y 一 2 m 训2 州硼咖 ( 1 4 7 ) ( 1 4 8 ) 理成立: ,u 蚴( , 6 ) o ) 是相应的( 1 4 1 ) ( 1 4 3 ) 的全配置格式的解,假设口,b ,c c - ( ,【o ,列) ,有 此外,若 其中 6 嚣1 1 ( 甜一u ) 峙c g ( h ,a t ) 鲁+ 笔c o o 时,则有 u u u i i l = 。( x o , t 1 ) c g ( h ,) , g ( h ,f ) = c ( 1 l l i t + 3 ,0 + l i “i i r + i ,l + 厅, 1 1 ,+ 2 1 ) h 7 + 1 ) + ( 1 1ui i r - i 2 + l il , j r + 2 , i ) 1 f + ( 1 1ui i o j + 2 + u1 1 2 ,+ 1 ) ( ,) + 1 】 甜 2 盯 r i 吩 ,州 其中: c g l ( a t ) = 肘( i l 训l r + 3 0 ,l l u l l ,+ 2 1 ,l l u l l ,一1 2 ,i l u l l o j + 2 ,l l u l l 2 ,+ 1 ) ( h + h r - | a t + ( a t ) 什1 ) 3 最后对于如f 方程 蜥一a ( x , l ,“) m 。一b ( x ,f ,1 1 ) l l x c ( 石,f ,”) = 0 ,x , ,j = 【0 ,刀( 1 4 1 0 ) 给出其如下全配置格式 其中 u ( x ,o ) = 八x ) , x , u ( o ,t ) = “( 1 ,r ) = 0 , ,上 u ( o ,t ) = “i ,f ) = 0 ,t j i u , 一a ( x ,t ,矿) v 。一b ( x ,n 以一( 玎暑t ,n ( 勃,l a ) = 0 , ( 1 4 11 ) ( 1 4 1 2 ) ( 1 4 1 3 ) i = 1 ,。mj = l ,一l k = 2 ,m ,= 1 ,s ( 1 4 1 4 ) u ( x ,胡交决于( 1 3 3 ) 一( 1 3 5 ) ,o ,f ) ,j t 矿m l ( r 6 ) 。p s ( j k - iu 以) ,( 刖) ixj 1 7 山东大学硕士学位论文 y 伉,) = u o l 伍f ) ,工e l t 以 ( 1 4 1 5 ) 有如下定理: 定理1 3 “是方程( 1 4 9 ) 的解,u m 以回固“曲是相应的( 1 4 1 0 ) ( i 4 1 2 ) 的全配置格式的解,假设矾6 ,c 在解的附近充分光滑,且( 1 4 8 ) 成立,则 有 i i ( u u ) l l l - w o ) + h l l ( u u ) x l l n - o x , osc g l ( h ,a t ) , 其中c g l 伪,f ) 定义同上。 8 第二章拟线性抛物型方程组的全配置法 引述文献1 2 2 1 关于拟线性抛物型方程组的全配置法的一些结论,拟线 性抛物型方程组: c b t ,t o t u o 彳化t ,0 3 一y ( x , t ,u 以) = 0 , 工 1 ,0 f l 矾五o ) = 月,0 x 1 , v ( o ,0 = g o ( t ) ,u ( 1 ,f ) = g i ( f ) ,0 t r ( 2 0 1 ) ( 2 0 2 ) ( 2 0 3 ) 其中矾五f ) y ( 五,u 以) ,f ( 曲,g o ( t ) ,g 1 ( ,) 是n 维向量值函数,c ( x ,f ,彳( t f , 是n 阶矩阵值函数 2 1全配置格式 首先由文献 2 2 j 给出如下一些引理及推论 推论2 1 设“c m ,令 ( 厶“,材) ( _ r ,= 【量( 丁) + u q ( 互1 ) c q ,“_ r ) , ( 2 1 1 ) , l 其中 神) 舻弛州帅k 卜,委p 。矾) ( 三) ,小,l , 于是,对所有的“r ) p k + p ( ,) ,有 ( l 娜2 f ) ( 1 ) = 以r ) ( 2 1 2 ) 由推论2 1 ,利用p e a n o 定理,即得下述引理 引理2 2 。若h c k + p + 1 ( j ) ,则 p 1 1 ( ,一洲r ) = 互) q ,“1 - ) + 万击两上1 ( ,一“从r 一l 声, 扣十1 ( ,1 ) 钡 ( 2 1 3 ) 作为引理2 2 的推论有 9 山东大学硕士学位论文 引理2 3 设“ec ”+ p + i f f ) ,l ,叩+ 1 仂,则当p 2 时有 ( ,一l ) 以曲= p + 脚( 吾) c ;,( d , 孽:l + ( ,+ p ) !上1 ( ,一i i 聊一a ) r 。7 埘t ) q 胁, ( 2 1 4 ) ( ,_ t d v ( t ) = p + 咖( 吾) q 脚 , g = l 引理2 4 2 2 1 设 + o + 力!f 1 ( ,一瓦,+ p ) ( f 一曲y j h 中+ 1 ) ( ) 枞 ( 2 1 5 ) j 0 u 9 埘1 ( ,) ,矿c 坍1 ( d ,则当p 2 时有 p u t r a u t 蚺= + u 一珞) 以r ) = 引入如下定义 + 蚤删k 埘( 竿) 篆杀f 1 一l 。川) ( x - - 广x i _ i a 】咖+ t ,傩砒,t 朋, 否p 舢t 叫舻( 等, 筹扣也洲等一,t 脚缈i ) ( 似川2 , ,- l 0 ,使对任何向量xu 以及( 工f ) 【o ,l 】【o ,l 】,均有 x r a ( x 。f 。u 狱m x r x , x r c ( x ,t ,u 、x 2m f x a c = c a 卢 u 卢 u 山东大学硕士学位论文 ( 2 ) a ( x , t ,y ( x ,f ,u 仉) ,c ( x , t ,g o ( f ) ,g l ( f ) ,以工) 在【o ,l 】【o ,7 1 及( 2 1 1 ) ( 2 1 3 ) 的解的附近充分光滑。 不失普遍性,只考虑c 为单位方阵且边界条件为齐次的情况 奶一a ( x ,t ,一r ( x ,u u , 3 = 0 , 0 工 1 0 ,r u ( j ,0 ) = 凡工) ,0 x 1 u ( o ,f ) = 以1 ,f ) = 0 ,0 t r ( 2 1 7 ) ( 2 1 8 ) ( 2 1 9 ) 其中反s 等的定义同第一章。 叫( r , 0 3 三f c ,l 从砷= ( “1 ( d ,。蝴( 瑚7 ,u q ( x ) c i ( ,) ,u q ( x ) 在乃上是r 次多项式,q = 1 ,;i = i ,2 ,一,m , 嘲( & 曲三i v ( t ) i 以,) = ( v i ( f ) ( f ) ) 7 ,v q ( t ) 一,v q ( t ) 在儿e 是s 次多项式,q = 1 ,圩;k = 1 ,2 , 。 柙( 6 ) 三i u ( x ) 司( 6 ) i 叭o ) = u o ) = 0 l , m 1 = 耐以6 ) 圆心( 文甸, = 研( r 巧) 。磁( s ,) 由上面的预备知识,解( 2 1 7 ) ( 2 1 9 ) 的全配置法是指求_ ( x ,) ,使满 足 【一r a ( x ,乃只,一y ( x , l ,_ 瓦) 】( 向,) = 0 , i = 1 ,尬= l ,一l ;k = 1 ,v ;,= 1 ,s ( 2 1 1 0 ) - ( x ,o ) 使一,o ) 与f ( x ) 之差足够小(211v(x v ( x 11 )

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