不变集理论及其应用中若干问题的研究

批准号:
11471240
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
李德生
依托单位:
学科分类:
A0301.常微分方程
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
史国良、宋先发、王艳玲、熊友兵、尹逊武、郑有泉、朱高生、金应龙、王金涛
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中文摘要
不变集是动力系统理论最核心的研究对象之一. 该项目主要考虑紧不变集的存在性、Conley形指标和不变集分支理论及其应用中的一些问题.我们希望建立Banach空间中的单值系统在弱拓扑下和集值系统在强拓扑下的环绕定理与山路引理.对具有Lyapunov函数的系统,给出不变集的极小-极大定理和对称山路引理,并推广变分中的三解定理.受环绕定理中无穷远稳定概念和商流引理的启发,我们打算引入新的形指标偶概念,完整地建立非局部紧空间的Conley形指标理论. 此外,我们将利用Conley指标等工具讨论Banach空间中非线性发展方程定态解的不变集分支问题. 我们的方法主要是基于吸引子理论、变分思想和Conley-Morse理论等. 作为应用,我们将通过动力系统的方法研究薛定谔方程和非光滑椭圆变分问题非平凡解的存在性、非自治共振波方程有界整解的存在性和Cahn-Hillard方程平凡解的全局分支问题.
英文摘要
Invariant sets are of crucial importance in the theory of dynamical systems. This project is mainly devoted to the research of some problems concerning the existence of compact invariant sets, shape Conley index and invariant-set bifurcation theory as well as their applications. First, we establish some linking type results for semiflows in Banach spaces under the weak topology of the spaces by using some fundamental theory of weak attractors. We also extend some known results in this line on single-valued systems to set-valued ones and establish their linking theorem and mountain pass lemma which can be used to examine the existence of compact invariant sets of the systems. For those systems with some nice Lyapunov functions, we will give some mini-max type theorems and symmetric mountain pass lemma for invariant sets. Then, motivated by some ideas such as the concept of "stability at infinity"and the quotient flow lemma in the above work, we introduce some new types of shape index pairs and develop a complete shape Conley index theory for infinite dimensional dynamical systems. Finally, we discuss the invariant-set bifurcation of stationary solutions for nonlinear evolution equations in Banach spaces. Our methods are based on the basic theory of attractors, variational methods and the Conley-Morse theory, etc. As applications of the abstract results for invariant sets, we study the existence and multiplicity of nontrivial solutions for some typical smooth and nonsmooth variational problems of elliptic equations, the existence of bounded full solutions of nonautonomous resonant wave equations and the global bifurcation problem of the well-known Cahn-Hilliard system.
动力系统中的很多问题都可以归结为不变集的存在性、稳定性及其结构等方面的问题。该项目拟在局部半流的框架下建立关于紧不变集存在性的环绕定理和山路引理、发展形Conley指标理论并讨论不变集的局部与全局分支问题等。经过四年的研究,目前我们在上述几方面均取得了预期的研究成果: 1. 进一步完善了非紧空间中局部半流的环绕理论, 并对具有Lyapunov函数的系统给出不变集的极小-极大定理;讨论了非自治共振问题Birkhoff回复解的存在性等问题;对集值动力系统的环绕定理及其在非光滑问题中的应用研究也取得了重要进展。2. 引入了新的形指标偶概念,由此重新构建了非局部紧空间的Conley形指标理论从而极大地简化了Conley指标的计算。 3. 建立了全新的局部与全局不变集分支定理和无穷远分支定理,从这个角度对椭圆方程、热方程、Cahn-Hilliard等一些经典数学物理方程的分支与多解性问题获得了更为精细的结果。4. 引进了不变集的平衡点指标,建立了平衡点指标的约化定理,由此给出了分支不变集上平衡点的存在性并获得了新的静态分支结果。特别,我们在不假定“跨奇数重特征值条件”的情况下利用Conley指标建立了新的全局静态分支定理,所得结果包含了经典的Rabinowitz全局分支定理作为特殊情形。项目的研究不仅为寻找动力系统的紧不变集与Conley指标的计算提供了更加有效的拓扑工具,同时有望对变分问题(特别是不满足P.S.条件的情形)的研究产生积极的影响;局部与全局不变集分支定理和无穷远分支定理一方面为深入理解非线性系统的动力学复杂性提供了理论基础与分析工具,另一方面也为工程技术人员提供了更加方便实用的分支判据。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Attractors of Local Semiflows on Topplogical Spaces
拓扑逻辑空间上局部半流的吸引子
DOI:--
发表时间:2017
期刊:J. Korean Math. Soc.
影响因子:--
作者:Desheng Li;Jintao Wang;Youbing Xiong
通讯作者:Youbing Xiong
DOI:10.1017/s030821051600041x
发表时间:2017
期刊:Proc Royal Soc. Edinburgh: A Math.
影响因子:--
作者:Zhao Jia;Shi Guoliang;Yan Jun;Zhao J
通讯作者:Zhao J
Global Synchronising Behavior of Evolution Equations with Exponentially Growing Nonautonomous Forcing
具有指数增长非自主强迫的演化方程的全局同步行为
DOI:10.3934/cpaa.2018091
发表时间:2018
期刊:Comm. Pure. Appl. Anal.
影响因子:--
作者:Xuewei Ju;Desheng Li
通讯作者:Desheng Li
On the Shape Conley Index Theory of Semiflows on Complete Metric Spaces
完备度量空间上半流的形状康利指数理论
DOI:10.3934/dcds.2016.36.1629
发表时间:2016
期刊:Disc. Contin. Dyna. Systems-A
影响因子:--
作者:Jintao Wang;Desheng Li;Jinqiao Duan
通讯作者:Jinqiao Duan
DOI:--
发表时间:2015
期刊:数学物理学报
影响因子:--
作者:Yin Xunwu;Desheng Li
通讯作者:Desheng Li
拓扑丛上cocycle系统的Morse分解与非自治线性系统的指数二分谱问题
- 批准号:12271399
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:47万元
- 批准年份:2022
- 负责人:李德生
- 依托单位:
非线性发展方程的不变集分支理论及其应用
- 批准号:11871368
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:李德生
- 依托单位:
孤立不变集的Conley-Morse理论及其应用
- 批准号:11071185
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:李德生
- 依托单位:
微分包含吸引子的Morse分解及其应用
- 批准号:10771159
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:李德生
- 依托单位:
国内基金
海外基金
