Wolff势及其在p-Laplacian型方程中的应用
批准号:
12101452
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
马羚未
依托单位:
学科分类:
调和分析与逼近论
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
马羚未
中文摘要
现代调和分析的发展与偏微分方程解正则性质的研究密切相关,这为调和分析领域带来许多富有意义且亟待解决的关键问题.本项目将利用内插定理、Whitney分解、覆盖技术等调和分析工具,重点探究一般区域上Wolff势在不同函数空间中的有界性质,明晰其界与区域的几何性质之间的依赖关系.进一步在非光滑区域上建立具有不连续系数的p-Laplacian型稳态Stokes方程组、以及分数p-Laplacian椭圆方程这两类模型边值问题的解及相关梯度的整体点态与振荡型Wolff势估计.由此,非线性Wolff势成为重要纽带,将解的正则性问题转为其在给定函数空间中的有界性研究,统一构建这两类边值问题的解在各种函数空间中的整体正则性质.本项目的研究结果不仅丰富和发展了非线性势理论,还为建立非线性偏微分方程解的Calderón-Zygmund型估计提供了一种有效的分析方法,促进了调和分析与偏微分方程两个领域的交叉发展.
英文摘要
The development of modern harmonic analysis has a close connection with the studies on regularity theory of solutions to partial differential equations, which produces many meaningful and important issues needed to be solved in this field. By involving the interpolation theorem, the Whitney decomposition, covering techniques and other analytic tools, this project will focus on boundedness of the Wolff potential in various function spaces on general domains, and clarify the dependence between the boundedness and the geometric structure of domains. Furthermore, we shall establish global pointwise and oscillatory potential estimates to the boundary value problems of the p-Laplacian type stationary Stokes system with discontinuous coefficients, as well as nonlocal elliptic equations with the fractional p-Laplacian on non-smooth domains. In this project, the Wolff potential will build an important bridge to link the regularity of solutions and its boundedness in the given function spaces. This will help us to use a unified approach to obtain global regularity of solutions to two kinds of boundary value problems in different function spaces. The expected results will not only enrich and develop the nonlinear potential theory, but also provide an effective approach to establish the Calderón-Zygmund type estimates of solutions to nonlinear partial differential equations. This project will promote the cross-development of harmonic analysis and partial differential equations.
本项目主要研究了非线性稳态Stokes方程组解的位势理论与正则性质,以及双重分数阶抛物方程解的定性性质。研究首先聚焦于位势理论,克服了p-Laplacian型算子的非线性性以及方程组结构的复杂性,在高维空间中建立了p-Laplacian型稳态Stokes方程组解的对称梯度的部分正则性质与非线性位势理论之间的有效联系,进而得到了对称梯度的点态Wolff位势估计。这一逐点的位势估计巧妙地将解的正则性问题转化为位势函数在给定函数空间中的有界性问题,为构建Calderón-Zygmund型估计提供了强有力的分析工具。基于内部的Calderón-Zygmund型估计,本项目进一步探究了当变系数以及非标准增长指数满足何种适当的Besov型正则性条件时,p(x)-Laplacian型稳态Stokes方程组的弱解对在Besov空间中能展现出正则提升性质,即非齐次项所具备的Besov正则性可以毫无损失地传递到解的对称梯度及其压力项。最后,本项目深入探究了由分数阶算子的非局部特性、以及完全分数阶热算子的强相关性所带来的研究挑战,在上半空间中建立了双重分数阶抛物方程解的单调性质,并对完全分数阶热方程证明了著名的Gibbons猜想。此外,基于Fourier分析技巧,在最优假设条件下,得到了齐次完全分数阶热方程的Liouville定理,据此推导出了非齐次完全分数阶热方程及其相应的积分方程解的等价性质。上述研究为后续进一步探究具有分数阶微分算子的非局部抛物方程解的位势理论与正则性质奠定了坚实的理论基础。
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