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  • Littlewood--Paley理論及其在流體動力學方程中的應用
    該商品所屬分類:自然科學 -> 力學
    【市場價】
    1081-1568
    【優惠價】
    676-980
    【作者】 苗長興,吳家宏,章志飛 著 
    【所屬類別】 圖書  自然科學  力學 
    【出版社】科學出版社 
    【ISBN】9787030334121
    【折扣說明】一次購物滿999元台幣免運費+贈品
    一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品
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    內容介紹



    開本:16開
    紙張:膠版紙
    包裝:平裝

    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787030334121
    作者:苗長興,吳家宏,章志飛著

    出版社:科學出版社
    出版時間:2012年03月 

        
        
    "

    內容簡介

       
    本書內容涉及Linlcwood.Palcy理論及其在流體動力學方程中的應用兩大部分.其一包含了頻率空間的局部化、Besov~lhqflOLittlewood—Paley刻畫、Bony的仿積分解及仿線性化技術、新型的Bernstein不等式等.其二在Littlcwood—Palcv理論的框架下,建立輸運擴散方程解的時空正則性估計、頻譜層次的正則性估計.及零階Besov空間的log一型估計,給出了既包含對流,也包含擴散現像的流體動力學問題的統一處理方法.在這個新的框架下,重點討論了不可壓的Euler方程與Navier-Stokes方程、Boussinesq方程、臨界Quasi—Geostrophic方程及可壓的Navier-Stokes方程等.本書的特點是將現代調和分析理論,諸如:頻率空間的分析、Fourier局部化技術、Bony的仿積分解及仿線性化技術等和傳統的連續模方法、De
    Giorgi-Nash.Moser迭代技術相結合,充分利用與開發流體動力學方程內在的幾何與代數結構、正交結構、消失條件來研究相應的非線性相互作用。達到在自然臨界空間研究流體動力學方程的目的.


       
    本書可供理工科大學數學繫、應用數學繫的高年級本科生、研究生、教師以及相關的科學工作者閱讀參考.

    目錄
    《現代數學基礎叢書》序
    序言
    第1章 Littlewood—Paley理論
    1.1 頻率空間的局部化
    1.2 齊次Besov空間
    1.3非齊次Besov空間
    1.4 BOnv的仿積分解與仿線性化技術
    1.5新型的Bernstein不等式
    第2章 輸運擴散方程的時空iE~.U性
    2.1 引言
    2.2 局部化引理及交換子估計
    2.3 輸運擴散方程的混合時空估計
    2.4 具有對流項的線性Stokes方程的正則性估計
    第3章 不可壓Euler方程的數學理論

    《現代數學基礎叢書》序

    序言

    第1章  Littlewood—Paley理論

    1.1  頻率空間的局部化

    1.2  齊次Besov空間

    1.3非齊次Besov空間

    1.4  BOnv的仿積分解與仿線性化技術

    1.5新型的Bernstein不等式

    第2章  輸運擴散方程的時空iE~.U性

    2.1  引言

    2.2  局部化引理及交換子估計

    2.3  輸運擴散方程的混合時空估計

    2.4  具有對流項的線性Stokes方程的正則性估計

    第3章  不可壓Euler方程的數學理論

    3.1  不可壓EulCr方程在Besov空間中的局部適定性與Blow—up準則

    3.2  二維不可壓Euler方程的整體可解性

    3.3  三維軸對稱Euler方程的整體適定性

    3.4  二維N—S方程在召三廣、中的整體適定性及無黏性極限

    第4章  Boussinesq方程的Cauchy問題

    第5章  臨界Quasi.Geostrophic方程

    第6章  可壓的Navier—Stokes方程

    第7章Navier—Stokes方程的經典研究

    參考文獻

    名詞索引

    《現代數學基礎叢書》已出版書目

    在線試讀

    章Littlewood-Pale
    理論

    Littlewood-Pale
    理論重要的作用之一就是將頻率空間局部化
    眾所周知
    Fourie
    變換將物理空間中的微分運算轉化成頻率空間中的代數運算
    Littlewood-
    Pale
    分解將緩增分布形式地寫成在頻率空間意義下幾乎正交的光滑函數的和

    種局部化方法的優點在於對於其Fourie
    變換支在球或環上的分布
    可以充分利用
    Bernstei
    估計
    實現求導或微分運算的代數化


    章Littlewood-Pale


    理論


     


    Littlewood-Pale


    理論重要的作用之一就是將頻率空間局部化


    眾所周知


    Fourie


    變換將物理空間中的微分運算轉化成頻率空間中的代數運算


    Littlewood-


    Pale


    分解將緩增分布形式地寫成在頻率空間意義下幾乎正交的光滑函數的和



    種局部化方法的優點在於對於其Fourie


    變換支在球或環上的分布


    可以充分利用


    Bernstei


    估計


    實現求導或微分運算的代數化


    Littlewood-Pale


    理論在偏微分方


    程研究中的輝煌成就當屬Bon


    的仿積分解理論


    它是Bon


    在研究雙曲方程解的


    奇性傳播時引入的


    經過Meye


    等數學家發展後廣泛地應用到偏微分方程的研究


    隨著其他重要的分析工具


    諸如:振蕩積分理論、Fourie


    限制性估計與Strichart


    估計、Proˉl


    分解與集中緊原理等方法的發展與使用


    進一步突顯了Littlewood-


    Pale


    理論的框架性、普適性、靈活性等特征


    從而使這一理論逐步成為研究非線


    性發展方程的基本工具


     


     


    本章從頻率空間上的局部化出發


    1.


    節著力於討論經典Bernstei


    不等式與


    頻率空間上單位分解定理


    給出緩增分布的齊次與非齊次型的Littlewood-Pale




    1.


    節在Littlewood-Pale


    理論的框架下


    給出齊次Beso


    空間定義、基本的嵌


    入關繫、插值定理及熱傳導方程的解在混合時空Beso


    空間上的時空正則性



    點討論Beso


    空間的各種不同刻畫之間的等價關繫等


    1.


    節主要討論相應的非


    齊次Beso


    空間的理論


    作為特例


    介紹了H.olde


    型空間C


    與Zygmun


    型空間


    B


    及其應用


    1.


    節著力介紹Bon


    的仿積分解及仿線性化技術


    它是其


     


    1;


     


    他章(¤) 節的基本工具之一


    1.


    節介紹新型的Bernstei


    不等式


    它是建立分數階耗散


    算子在局部化空間(如:Beso


    空間、分數階Sobole


    空間等


    正性估計的基礎



    研究分數階發展型方程的研究中起著重要的作用


     


     


    1.


    頻率空間的局部化


    Littlewood-Pale


    理論的基本思想就是頻率空間的局部化


    其優勢在於將物理


    空間的微分運算轉化成頻率空間的數乘運算


    更一般地


    Fourie


    乘子算子作用在


    Fourie


    變換具有環形支集(或球形支集


    的緩增分布上


    等價於數乘運算(或被數


    乘估計控制)


    為書寫方便


    本節Fourie


    變換與逆變換采用如下形式:


     


     


     


    2


     


    Ff(.


    (2.)


    e.ix¢.f(x)d


    f^(.)


     


     


    Rd


     


    F.


     


     


    g(x


    (2.).


     


    2


     


     


     


    Rd


     


    ix.


     


    ¢g(.)d


    g?(x)


     


     


    F£e.jx


     


     


    2


     


    =2


    e.j.


     


     


    2


     


    在這種形式下


    常常用到


     


    =


     


     


    頻率局部化中基本引理就是如


     


    下的Bernstei


    不等式


     


     


    引理1.


    (Bernstei


    不等式




    分別是以原點為中心的環和球


    存在


    常數C


    使得對任意整數


    0


    任意度為


    的光滑齊次函數.(x)


    任意的數



    及任意的L


    函數u


    有如下估計:


     


    .


     


    1


     


     


     


    su


    ukLb(Rd


    Ck+1.k+d(


    j.j=


    k@


     


     


    )kukLa(Rd)


    sup


    ^


    .B


    (1.1)


     


     


     


    C.(k+1).


    kukLa(Rd


    su


    ukLa(Rd


    Ck+1.


    kukLa(Rd)


    sup


    ^


    .


    j.j=


    k@


     


     


     


     


    (1.2


    .


     


     


     


    k.(D)ukLb(Rd


    C.;m.m+d(


     


    )kukLa(Rd)


    sup


    ^


    .


    (1.3)


     


     


     


    ^d()()R步取滿足á.D2


    8


     


     


    證明


     


    á^(.)=1;


    B


    (1.4


    á^(.)=0;


    Rd 2B


     


     


    這裡2


    是與


    同心、半徑擴張


    倍的球(2


    同理定義)


    易見


     


    ^u(.


    ^á(.)^u(.)


    sup


    ^u(.


    B


    (1.5


    因此


    u(x


    u(x


    =


    @


    @.


    u


    (1.6


    利用Fourie


    變換的定義、插值可見


    (x)kL





    1


    2!dk(


    jx


    2)


    2!dk(


    ¢)d(i.)


    ^á(.)kL


    (!


    Rd


    單位球面的面積


    =


    Ck+


    (1.7


    利用Youn


    不等式


    (1.6


    兩邊取L


    模就得


    k@


    ukL



    kukL


    Ck+


    kukL


    (1.8


    這裡


     


    11


     


    +1


    c


     


     


    兩邊關於j.


    取上確界


    就得(1.1



    =


    的情形


    通過尺度變換技術


    它本


    質上就意味著一般的結果


    事實上


     


    u^(.)


    á^


    ′u^(.)


    8


    .B


     


     


     


     


    於是


     


    u(x)


    .dá(


    u()=@



    .(á(



    u()


    (1.9)


     


    ¢¢


    ¢¢


     


    注意到


     


    cc


     


    (.x)kL


    .k


    (c.1)


    (x)kL


    .d(1


    )+kCk+


    (1.10)


     


    x


     


     


    由Youn


    不等式及關繫式


    =


    就推出


     


    .k+d


    )Ck+


    k@


    ukLb


    kukL


    sup


    ^


    .B


     


     


    關於j.


    取上確界就是估計(1.1)


    第二步


    取.^(.


    D(Rd


     


    8>


    >


     


     


    nf0g)


    並且


     


    .^(.)=1;


     


     


    .^(.)=0


    dist(.


    d(0


    (1.11


     


     


     


     


    利用代數恆等式


     


    .2


    =(.


    .


    +


    .2)


    .


    .


    (i.).(.i.)


    ;


     


    1


    dj


    j


    ¢¢


    16j1;j2;;jk6d


    j


    ¢¢


    j.j=


     


     


    ¢¢


     


     



     


    (i.).(.i.)


    =1


    (1.12


    j.j=


    j.j2


     


     


    利用.^(.


    取代á^(.


    的位置


    完全類似於步的推導


    就可以證明(1.2


    的第二


    個不等式


    下面僅證個不等式


     


    ^


     


    u^(.)


    (.i.)


    .(.)(i.)


    u^(.)


    supp^


    (1.13


     


     


    j.j=


    j.j2


     


     


    ^


     


    u(x)


    g


    @


    u


    g.(x)


    F.13(.i.)


    .(.)


    L1(Rd)


    (1.14


     


     


    j.j=


    j.j2


     


     



    =


    6時


    形如(1.14


    的表示推導如下:


     


    u^(.)


    (.i.)


    .^


    ′(i.)


    u^(.)


    ..


    (.i.=.)


    .^


    ′(i.)


    u^(.)


     


     


    j.j=


    j.j2


    j.j=


    (j.j=.)2


     


    由此可見


    u(x) = ..k Xj.j=k


    .dg.(.x) ¤ @.u: (1.15)


    直接估計


    kukLa 6 Xj.j=k



    6 #fj.j = kg ¢ max


    j.j=k


    =: Ck+1 sup


    j.j=k ;


    因此


    C.(k+1)kukLa 6 sup


    j.j=k ; supp ^u . C :
    (1.16)


    同理, 用(1.15) 代替(1.14), 就得估計(1.2) 的個不等式.


    第三步. 注意到.(.)^u = ^ .(.).(.)^u(.), 就得


    .(D)u = F.1( ^ .(.).(.)) ¤ u = g.(x) ¤ u; supp^u . C :
    (1.17)


    由於.(.) 是m 階齊次函數, 容易看出


    .(.)^u(.) = ^ .3.


    .′.(.)^u(.) = .m ^ .3.


    .′.3.


    .′^u(.):


    因此, .(D)u = .m.dg.(.x) ¤ u(x). 由此推出


    k.(D)ukLb 6 C.;mkukLa ; (1.18)


    這裡


    kg.(x)kLc =: C.;m; 1 +


    1


    b


    =


    1


    a


    +


    1


    c


    ; supp ^u(.) . C : (1.19)


    同理推得


    k.(D)ukLb 6 .m+d( 1


    a.1


    b )C.;mkukLa ; supp ^u(.) . .C : (1.20)


    ¤


    下面來重點講授單位分解定理.


    定理1.2 設C 是一個以原點為中心, 長半徑是


    8


    3


    , 短半徑是


    3


    4


    的環. 存在兩


    個徑向函數.(.) 2 D(B43


    (0)), ^'(.) 2 D(C ) 滿足0 6 .(.); ^'(.) 6 1 及


    .(.) +Xj>0


    ^'(2.j.) = 1; 8. 2 Rd; (1.21)


    Xj2Z


    ^'(2.j.) = 1; 8. 2 Rd n f0g; (1.22)


     


    1.


    頻率空間的局部化



    sup


    ^'(2.



    sup


    ^'(2.j



    ?


    j


    j0


    2


    sup


    .(¢


    sup


    ^'(2.



    ?


    1


    (1.23


    (1.24


     


     


    .


    1


    o;


     


    C~:


    B


     


     


     


    3


     


    (0


     


     


    (1.25)


    j


     


    j


     


    1


     


     


     


     


    則C


    是環


    並且有如下關繫式:


     


    2j


    C~


    2


    ?;


    j0


    5


    (1.26


     


     


    1=


    .2(.)


    '^


    j


    2(2.j.


    1


    8


    Rd (1.27


     


     


    j>


     


     


    1=


    '^2(2.


    .


    1


    8


    Rd


    nf0g


    (1.28


     


     


    j2


     


     


    證明步


    這是一個構造性的證明



    (1


    4=3)



     


    ...


    .


    2.


    (1.29


     


     


    取μ(.)


    μ(.


    D(


    並且


    j


    jj


    μ(.


    1


    μ(.


    1;


    0


    (1.30


     


     


    重要觀察:


     


    2


    2j


    ?


    j


    j0


    2


    (1.31


     


     


    否則


    就應有


    2


    8


    2j


    3


    且2j


    3


    2


    3



     


    2j.j


    2j.j


    3


    2


     


     


    類似地


    亦有


    3



    j


    j0


     


     


    B


     


    43


     


    (0


    2


    ?;


    1


    (1.32


    2


    Rd


    nf0g


    (1.33


     


     


    j2


     


     


    由(1.31


    說明μj(.)


    μ(2.j.


    是幾乎正交的光滑函數列



    S(.)


    μ(2.j.)


    (1.34


     


     


    j2


     


     


    易見


    上面和式在Rd


    nf0


    上是局部有限求和(具體地說


    對8


    Rd


    nf0g


    存在



    的鄰域U.


    滿足在鄰域U



    (1.34


    的右邊和式中非零項不超過


    項)


    從而



    章Littlewood-Pale


    理論


     



     


     


    S(.


    C1


    與此同時


    (1.34


    表達式就意味著


    S(2k.


    S(.)


    8


    Z.


    (1.35


     


     


    故令


     


    '^(.)


    μ(.


    sup


    ^'(.


    (1.36)


     


    S(.


     


     



     


    μ(2.


    .


    μ(2.


    .)


     


    1


    S(.)


    S(2.


    .)


    '^(2.


    .)


    8


    Rd


    nf0g


    (1.37


     


     


    j2


    j2


    j2


     


     


    由此可以推出


    '^(.


    並且滿足(1.22),(1.23


    及定理中所涉及的光滑性'^(.


     


     


    D(



    由f'^(2.j.)


    的幾乎正交性可見


     


    .(.


    :


    '^(2.j.)


    (1.38


     


     


    j>


     


     


    光滑並且滿足(1.21)


    由於


     



    sup


    ^'(2.


    .


    3


    2


    j.


    8


    2jo


    sup


    ^'(2.


    .


    j.


    o


    8


    .1;


     


     


     


    因此


     


    '^(2.j.)=1


    8j.


    4


    (1.39


     


     


    j>


     


     


    由此說明.(.


    D(


    (0))


    進而



    時,


     


     


     


    自然


    sup


    '^j(.


    :


    sup


    ^'(2.j.


    jj.


    2


    o


     


     


    sup


    .(.


    sup


    ^'(2.


    .)


    ?;


    1


     


     


    第二步


    下面來證明(1.26).(1.28)


    注意


    1


     


     


    Ce


    n


    1


    j.


    o


     


     


    容易看出


     


    2j


    Ce


    2j


    3


    2


    2j


    1



    1


    2j


    2


     


     


    6(


    1


    2j.j


    4


    2j.j



    3


     


     


    jj


    j


    5

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