Усреднение эллиптических и параболических уравнений с периодическими коэффициентами в ограниченной области при условии Неймана
Т. А. Суслина Санкт-Петербургский государственный университет
Аннотация:
Пусть
$\mathcal{O}\subset\mathbb{R}^d$ – ограниченная область с границей класса
$C^{1,1}$. В пространстве
$L_2(\mathcal{O};\mathbb{C}^n)$ рассматривается самосопряженный матричный эллиптический дифференциальный оператор
$B_{N,\varepsilon}$,
$0<\varepsilon\leqslant1$, второго порядка при условии Неймана на границе. Старшая часть оператора задана в факторизованной форме. Оператор включает члены первого и нулевого порядков. Коэффициенты оператора
$B_{N,\varepsilon}$ периодичны и зависят от
$\mathbf{x}/\varepsilon$. Изучается обобщенная резольвента $(B_{N,\varepsilon}-\zeta Q_0(\,{\cdot}\,/\varepsilon))^{-1}$, где
$Q_0$ – периодическая ограниченная и положительно определенная матрица-функция, а
$\zeta$ – комплексный параметр. Получены аппроксимации обобщенной резольвенты по операторной норме в
$L_2(\mathcal{O};\mathbb{C}^n)$ и по норме операторов, действующих из
$L_2(\mathcal{O};\mathbb{C}^n)$ в класс Соболева
$H^1(\mathcal{O};\mathbb{C}^n)$, с двухпараметрическими (относительно
$\varepsilon$ и
$\zeta$) оценками погрешности. Результаты применяются к изучению поведения решений начально-краевой задачи с условием Неймана для параболического уравнения $Q_0(\mathbf{x}/\varepsilon) \, \partial_t \mathbf{u}_\varepsilon(\mathbf{x},t) = -(B_{N,\varepsilon} \mathbf{u}_\varepsilon)(\mathbf{x},t)$ в цилиндре
$\mathcal{O} \times (0,T)$, где
$0<T \le \infty$.
Библиография: 51 наименование.
Ключевые слова:
периодические дифференциальные операторы, эллиптические системы, параболические системы, усреднение, операторные оценки погрешности.
УДК:
517.95
MSC: 35B27 Поступило в редакцию: 29.06.2023
DOI:
10.4213/im9520