Bazı tipten kısmi türevli diferensiyel denklemlerin çözümlerinin patlaması ve uzun zaman davranışı
Blow up and long time behavior of solutions of some types of partial differantial equations
- Tez No: 877935
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEVKET GÜR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Matematik, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Global varlık, Çözümlerin patlaması, Enerji azalması, Nakao eşitsizliği, Klein-Gordon denklemi, Rosenau denklemi, p-triharmonik denklem, Global existence, Blow up, Energy decay, Nakao inequality, Klein-Gordon equation, Rosenau equation, p-triharmonic equation
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Matematik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uygulamalı Matematik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Tezin birinci bölümünde, enerji azalımı ve çözümlerin patlaması konusundaki günümüze kadar yapılmış olan çalışmaların tarihi gelişimi ele alınmıştır. İkinci bölümde, tez boyunca kullanılan temel tanımlar, teoremler ve eşitsizlikler sunulmuştur. Çalışmanın üçüncü bölümünde, tezde kullanılacak olan enerji azalımı ve çözümlerin patlaması ile ilgili temel lemmalar ve ispatlar verilmiştir. Dördüncü bölümde kaynak ve lineer olmayan damping terim içeren genelleştirilmiş Klein-Gordon denklem sistemi için başlangıç sınır değer problemi ele alınmıştır. Burada , de düzgün sınırına sahip sınırlı bir bölgedir. Ayrıca ve dır. için olmak üzere; ve dır. Böylece için olur. Bu çalışmada kaynak ve lineer olmayan damping terim içeren genelleştirilmiş Klein-Gordon denklem sisteminin çözümlerinin global varlığı, enerji azalması ve patlaması gösterilmiştir. Enerji azalımı Nakao eşitsizliği kullanılarak ispatlanmıştır. İlk olarak bu denklem sistemine bağlı bir fonksiyonu bulunup, fonksiyonunun için yani artmayan olduğu elde edilir. Daha sonra Nakao eşitsizliği kullanılarak belli eşitsizlikler, lemmalar yardımıyla ve için iki farklı durumda enerji azalması gösterilir. Çözümlerin patlaması ise 1994 yılında Georgiev ve Todorova tarafından ortaya koyulan yöntem ile ispatlanmıştır. Bu yöntemde başlangıç enerjisi olarak ele alınır ve çözümün bütün zamanlarda var olduğu kabul edilip buradan bir çelişki elde edilir. Böylece çözümün sonlu bir zamanda patladığı gösterilir. İlk olarak enerji fonksiyonunun negatifi olan bir fonksiyon ele alınır yani , ve olur. Buradan daha sonra belirlenecek yeterince küçük bir sabit olmak üzere ve tanımlanır. Burada amaç, fonksiyonunun şeklinde bir diferensiyel eşitsizliğini sağladığını göstermektir. Bu durum, çözümün sonlu bir zamanında patladığını ifade eder ve olur. Beşinci bölümde hidrodinamik sönümlü terim içeren Rosenau denkleminin başlangıç sınır değer problemi ele alınmıştır. Burada ve dır. Bu çalışmada çözümlerin patlaması 1974 yılında Levine tarafından ortaya koyulan Konkavlık metodu kullanılarak ispatlanmıştır. İlk önce çözümü olacak şekilde yazılır. Enerji fonksiyonu için olur. Daha sonra probleme ait uygun bir fonksiyoneli şeklinde seçilir. Burada , and pozitif sabitlerdir. fonksiyonu pozitif, iki kez türevlenebilir bir fonksiyon olmak üzere ve için eşitsizliğini sağladığı gösterilir. Eğer ve ise o zaman iken olacak şekilde pozitif sabiti vardır. Altıncı bölümde ise doğrusal olmayan damping terim içeren -triharmonik denklem sistemi için başlangıç sınır değer problemi ele alınmıştır. Burada , de düzgün sınırına sahip sınırlı bir bölgedir. Ayrıca ve olup ve -triharmonik operatörlerdir. için olmak üzere; ve dır. Böylece için olur. Bu çalışmada -triharmonik denklem sisteminin çözümlerinin enerji azalması ve patlaması gösterilmiştir. Enerji azalımı Nakao eşitsizliği kullanılarak ispatlanmıştır. İlk olarak bu denklem sistemine bağlı bir fonksiyonu bulunup, fonksiyonunun için yani artmayan olduğu elde edilir. Daha sonra Nakao eşitsizliği kullanılarak belli eşitsizlikler, lemmalar yardımıyla ve için iki farklı durumda enerji azalması gösterilir. Çözümlerin patlamasını göstermek için ise 2003 yılında Li ve Tsai tarafından bulunan yöntem kullanılmıştır. Çözümlerin patlaması durumu için gösterilir. olarak alındığında, çalışılan problem olur. Burada çözümü için şartını sağlayan sonlu bir zamanında çözümün patlaması gösterilir. Çözümlerin patlamasına başlangıç enerjisinin , ve üç farklı durumuna göre bakılır.
Özet (Çeviri)
In the first chapter, the historical progressions and various studies in the literature concerning the blow up of solutions and energy decay are discussed. In the second chapter, essential theorems, definitions and inequalities required for the thesis are presented. In the third chapter of this study, several fundamental lemmas and proofs concerning the blow-up of solutions and energy decay are provided. These are used in the fourth, fifth and sixth sections of the thesis. In the fourth chapter, the global existence, blow up of solutions and energy decay of the generalized Klein-Gordon equation system with source and nonlinear damping terms are studied. We examine the following problem: where is a bounded domain with smooth boundary in , and Let with ; and One can easily verify that Firstly, we find energy functional related to this system. is a nonincreasing function for Then, using some inequalities and lemmas, the energy decay for and are established by using Nakao's inequality. The blow up of the solution with negative initial energy was proved by the method introduced by Georgiev-Todorova in 1994. We suppose that the solution exists for all time and we find in a contradiction. Set , then and Define where is a small value to be determined later and Our purpose is to demonstrate that satisfies a differential inequality in the following format As a result, the solution of this system blows up within finite time , and where and are given above. In the fifth chapter, we study the blow up of solutions of the generalized Rosenau equations with a hydrodynamically damping term. The following problem is being examined: where are constants and . The blow up of solutions was proved by the Concavity method introduced by Levine in 1974. Firstly, the solution satisfies , with a corresponding evolution of as follows: Energy function of this equation satisfy Now we let where , and positive numbers. Let's suppose that , a positive function and twice differentiable, satisfies the following inequality on where is a constant. If and , thus there exists a positive constant such that as In the sixth chapter, we study the global existence, decay estimates of the energy function and blow-up of solutions for a system of p-triharmonic with strong and nonlinear damping term. The following initial-boundary value problem is being examined: where is a bounded domain with smooth boundary in , and . Let with ; and It is confirmed that Firstly, we find energy functional related to this system. So, is a nonincreasing function Then, using some inequalities and lemmas, the energy decay for and are derived using Nakao's inequality. The blow up of solutions was proved by the method introduced by Li and Tsai in 2003. We consider problem for the blow up of solutions. A solution with is termed as blow up if there exist a finite time such that We attain the blow up of solutions in three different ranges of the initial energy: , and .
Benzer Tezler
- Bazı tipten kısmi türevli denklemlerin çözümlerinin davranışı
Behavior of solutions of some types of partial differential equations
SEMA BAYRAKTAR
- Parabolik tipten bazı denklemlerin çözümlerinin patlaması
Blow-up of solutions of some parabolic equations
SABAHAT GÜNEŞ AYGÜN
- Nakao eşitsizliği ile bazı kısmi türevli denklemlerin çözümlerinin kararlılığı
Stability of the solutions for a some partial differential equations with nakao's inequality
MEHMET SERDAR AYDIN
- Symmetry methods for differential equations (applications of Lie groups to differential equations)
Diferensiyel denklemler için simetri metodları (Lie grupların diferansiyel denklemlere uygulanması)
HATİCE AĞAÇARASI
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
MatematikDokuz Eylül ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GONCA ONARGAN
- Exact soliton solutions of cubic nonlineaar schrödinger equation with third order dispersion
Üçüncü mertebeden dispersiyon içeren kübik nonlineer schrödinger denkleminin soliton tipi çözümleri
CANAN SİMGE TOKATLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Matematikİstanbul Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKAY BAKIRTAŞ AKAR
