Исследование аттракторов дискретизаций параболических уравнений на неограниченных областях тема автореферата и диссертации по математике, 01.01.02 ВАК РФ

Колежук, Василий Сергеевич АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ
2006 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.01.02 КОД ВАК РФ
Диссертация по математике на тему «Исследование аттракторов дискретизаций параболических уравнений на неограниченных областях»
 
Автореферат диссертации на тему "Исследование аттракторов дискретизаций параболических уравнений на неограниченных областях"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КОЛЕЖУК Василий Сергеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ АТТРАКТОРОВ ДИСКРЕТИЗАЦИЙ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ НА НЕОГРАНИЧЕННЫХ ОБЛАСТЯХ

Специальность 01.01.02. "Дифференциальные уравнения"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена на кафедре дифференциальных уравнений математико-механического факультета Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель — доктор физико-математических наук, профессор Пилюгин Сергей Юрьевич.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Осмоловский Виктор Георгиевич; кандидат физико-математических наук, доцент Колбина Светлана Анатольевна.

Ведущая организация— Санкт-Петербургский университет телекоммуникаций имени проф. М.А. Бонч-Вруевича.

Защита состоится 2006 года в час. О_0_ Мин.

на заседании диссертационного совета Д 212.232.49 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: j Ч£Ц>0Ч Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский пр., д. 28, математико-ме^санический факультет.

Ауд. 4526.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, 7/9.

Автореферат разослан

2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.232.49

J4

Ч Ji А. Архипова

Защита состоится по адресу: Санкт-Петербург,

Васильевский остров, 14 линия, д. 29. Ауд. 13

¿РОСА ЪБХЗ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

/

Актуальность темы

Многие процессы естествознания описываются дифференциальными уравнениями в частных производных. Численное решение таких уравнений с применением разностных методов и компьютерного моделирования во многих случаях позволяет достаточно полно охарактеризовать глобальную структуру решений.

Для того, чтобы сделать подход, основанный на компьютерном моделировании, теоретически обоснованным, мы должны уметь отвечать на следующий вопрос: насколько точно полученные численно решения, аттракторы и прочие объекты, связанные с уравнением, аппроксимируют соответствующие объекты исходного уравнения?

При рассмотрении порожденных разностными методами динамических систем возникает проблема учета возможных погрешностей, связанных, например, с ошибками округления. Поэтому весьма важно знать, насколько такие системы устойчивы относительно различных возмущений. Таким образом, возникает еще один вопрос: каковы свойства устойчивости (по отношению к возмущениям) динамических систем, порожденных разностными методами дискретизации уравнений в частных производных?

В диссертации сформулироваьные вопросы изучаются для дискретизаций параболических уравнений в частных производных на ограниченных и неограниченных областях.

Перечисленные вопросы для параболических уравнений на ограниченных областях хорошо изучены. Однако изучение параболических уравнений на неограниченных областях началось лишь в 1990 году, и в настоящее время численные методы, связанные с этими уравнениями, практически не исследованы.

Исследовать полулинейное параболическое уравнение на прямой; доказать сходимость аттракторов дискретизаций параболического уравнения на прямой к точному аттрактору этого уравнения; исследовать свойства гиперболичности неподвижных точек и трансверсальности пересечения их устойчивых и неустойчивых многообразий в динамических системах, полученных путем дискретизации параболических уравнений на ограниченной области.

Методы исследования В диссертации используются общие методы математической физики, функционального анализа и качественной теории динамических систем.

Научная новизна Все результаты диссертации являются новыми. Выделим основные из них. 1. Получены теоремы существования и единственности для введенного в работе класса решений параболического уравнения на прямой.

Цель работы

2. Доказано существование аттракторов у динамической системы, порожденной параболическим уравнением на прямой. Доказано, что аттракторы дискретизаций этого уравнения сходятся к точному аттрактору этого уравнения при стремлении шагов дискретизации к нулю.

3. Доказано, что свойства гиперболичности неподвижных точек и трансверсальности пересечения их устойчивых и неустойчивых многообразий являются типичными для динамических систем, полученных путем дискретизации с помощью различных схем параболических уравнений на ограниченной области.

Теоретическая и практическая ценность

Работа носит теоретический характер и является одной из первых работ, изучающих свойства дискретизаций параболических уравнений на неограниченных областях.

Полученный результат о сходимости аттракторов дискретизаций параболического уравнения на прямой к точному аттрактору этого уравнения важен для обоснования достоверности результатов, получаемых с помощью численных экспериментов.

В силу связи свойств гиперболичности неподвижных точек и трансверсальности пересечения их устойчивых и неустойчивых многообразий со свойством структурной устойчивости динамических систем, проведенное исследование этих свойств также оказывается важным для численного исследования параболических уравнений.

Апробация

Основные результаты были доложены на международных конференциях: Tools for Mathematical Modelling, SPb, 2003; Международная конференция "Четвертые окунев-ские чтения", СПб, 2004; Международная конференция по дифференциальным уравнениям и динамическим системам, Суздаль, 2004, а также на заседаниях Городского семинара по дифференциальным уравнениям под руководством чл.-корр. РАН В. А. Плисса (Санкт-Петербург, 2005).

Основные результаты опубликованы в статьях [ 1-4] и тезисах докладов 15-7) (список приведен в конце автореферата).

Структура и объем работы

Диссертация содержит 131 страниц машинописного текста и состоит из введения, двух глав, разделенных на 13 параграфов, приложения, разделенного на 4 параграфа и списка литературы из 33 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дан краткий исторический обзор и сформулированы основные результаты диссертации.

В главе I исследуется следующее полулинейное параболическое уравнение на неограниченной области:

и, = и„ + /(и), и = u(t,x), X € R, t > 0, (1)

где / — глобально липшицева функция класса С1, удовлетворяющая условию диссипа-тивности

/(«)•«> Ao|«|2-Ai

с некоторыми константами Ао > 0 и Aj € R. Ставится задача Коши

ii(t=o(i) = Uo(z). (2)

Изучаются решения этого уравнения, лежащие в функциональных пространствах, связанных со следующими весовыми соболевскими пространствами

Зафиксируем число 7 < 0. Введем весовую функцию <р(х) := (1 + |х|2)7. Обозначим через #oi7(R) гильбертово пространство таких функций и ■ R —► R, определенных при почти всех х € R, что

\\ч>тЧыв.) = / <р{х)\и(х)\2 dx < +00,

R

со скалярным произведением

(u;t>)0,7:= J <p(x)u(x)v{x) dx. л

Обозначим также для любого числа I 6 N через #ii7(R) гильбертово пространство таких функций u € что для всех о < I существуют соболевские производные

V и они лежат в пространстве Ho,~(R). В пространствах Я1л(R) скалярные произведения определяются по формуле

Мл " £ {Vu-Wv)^.

0<и<1

Верны следующие результаты, описывающие свойства решений уравнения (1). Теорема 1.2.1. Существует решение задачи Коши (2) для уравнения (1), лежащее в пространстве

МО; Т]; Hi>7(R)) П Loo([0; п H1i7(R)).

Теорема 1.2.2. Уравнение (1) порождает полупоток {5(}(>0 в пространстве Hi,7(R).

В параграфе 1.3 также получены оценки старших производных решений уравнения (1) при t > 0.

Введем оператор сдвига Ту : "Wi,7(R) -v ?ii,7(R):

(i»(x) := u(x + у)

и определим пространство

:= {u е Hi,7(R) : ||u||,,. < +00 и \\T„u - u|h,n -Ю}

с нормой ||u||,,u .= sup||Tvu||i,7.

ver

Пусть К и И1- два произвольных банаховых пространства, а отображение х) является полупотоком на каждом из них. Подмножество I СИ называется глобальным (W, 72.)-аттрактором динамической системы Ф (в смысле Бабина-Вишика), если

(i) I — компактное подмножество пространства И;

(ii) множество / инвариантно по отношению к действию системы Ф, то есть, Ф(£, I) — I для t > 0;

(iii) множество I притягивает ограниченные подмножества пространства И' в тополо^ гии пространства И.

Теорема 1.4.2.

Полупоток {St}t>o имеет CHi,„(H); 'H1i7(R))-аттрактор.

Пространственно-временной дискретизацией уравнения (1) по неявной схеме с шагом h > 0 по времени и d > 0 по пространственной переменной называется дискретная динамическая система, порождаемая уравнением

(u»+i _ unyh = d+du*+i + 7(u«+i), (з)

(где и" = {txj}*gz и un+l = («J+1}tez — последовательности вещественных чисел, а отображение / действует по формуле (7(и)), = /(«,)).

Рассмотрим, аналогично с непрерывным случаем, пространство /Лд-у — пространство последовательностей и = (ut : k € Z}, для которых квадрат нормы

Ml7 = d£Pi((d+u)2t + u2t)

конечен, где рк = р(Ы) = (1 -I- («0г)\ 3+u := {/r'(u*+i - "*)bez- Пусть Ям,„ — подмножество пространства состоящее из последовательностей, для которых

норма

ll«l!l,u=SUp||T1,u|b,7

vez

конечна. Веуп W.-J. и Пилюгин С.Ю. показали, что при достаточно малых шагах уравнение (3) порождает динамические системы в пространствах и Hi^,« и существует глобальный (Яы<1, Я,д7)-аттрактор A(h,d).

Решения уравнения (3) естественным образом вкладываются в пространство ?Íii7(R) при помощи оператора вложения T¿ : H\¿n -+ W!i7(R) так, что последовательности {"*}*€z 6 соответствует функция (7"íu)(i) = ик+1в + ufc(l — в), х = kd + 9, к е Z, в 6 [0,1). В параграфе 1.5 оценивается погрешность при аппроксимации решений уравнения (1) решениями уравнения (3), вложенными в пространство (R) как указано выше.

Пусть А и В — два подмножества пространства Wij7(R). Отклонением множества А от множества В называется величина

dev(A В) := sup inf ||о - 6||,l7.

Теорема 1.6.1.

Аттракторы A(h, d) сходятся к аттрактору А в следующем смысле •

dev(TjA(h, d),A)-> О при h,d~* 0. (4)

Во главе II исследуются динамические системы, порожденные дискретизациями уравнения

и, = Ли + /(х,и), и = u(t,x), t>0 (5)

с граничным условием Дирихле u|en = 0, где ft С R" — ограниченная область, А — оператор, действующий из соболевского пространства в пространство Lj(ii),

симметричный и положительно определенный относительно скалярного произведения (g, Л) := f ghdx, а / — функция класса С (г > 1), глобально липшицевая по переменной п

и. Класс таких функций будем обозначать Сг.

Исследуемые дискретизации строятся следующим образом. Пусть {ift, . •, т^,} — ли-

О

нейно независимое семейство функций из пространства Я1 (ft). Приближенное решение уравнения (5) ищется в виде u(£,x) = £ fi(i)»fc(x), где функции v, выбираются такими, чтобы выполнялись равенства

{щ - Ай - ¡{х,й)-,ъ) = 0, t = 1,... ,п. (6)

Пусть М — п х п матрица с элементами М,, ■— {rh~,Vi)\ А — п х п матрица с элементами А,} ~ (Лт^; rjj), a v(t) — вектор: v(t) — (ui(i),.. .,«„(<)). Тогда первые два слагаемых левой части (6) можно переписать в виде

(ut-Au;Tk) = (Mv'-AV)i. (7)

Выберем семейство {x„}£L, (т> Зп - 3) точек области ft так, чтобы

а) все пхп подматрицы nxm матрицы if с элементами := rj,(xj) были невырождены;

б) ни один из коэффициентов {Д,}^ квадратурной формулы

g) = / h(x)g(x) dx и £ РЛЫяЫ (8)

п "='

не был равен нулю.

Тогда из (8) следует приближенное равенство

</(*, й), r?j> ~ £ &/(*„, £ Vj{t)4,(xj) ■ = KBf{KTv), (9)

где п х л матрица В — диагональная, с элементами В„ = Д (матрицы такого вида мы будем обозначать diag(/31,.. , /Зт)), а отображение / : Г1т Нт задается формулой /(«») := (/(ц, шО,..., /(!„, тога)), и> е И"1

Обозначая := КВ/(Кту), с учетом (7) и (9), выводим из (6), что приближенное значение отображения и удовлетворяет уравнению

Мт/Ц) - Av{t) - *>(г)) = С\ (10)

Дискретизация уравнения (10) производится следующим образом. Выберем шаг /> > 0. Для нахождения векторов и* € И™, к 6 Ъ, которые аппроксимируют значения п(кН), можно использовать различные схемы. Перечислим схемы, исследованные в работе, вместе с уравнениями, которые из них вытекают:

1) полунеявная схема

- и*) = Аук+1+Р(ьк);

2) неявная схема Эйлера

~М(ьк+1 - ьк) = Аьк+1 +

3) неявная схема со средними точками

-Лф»+1 - V*) = А—-+ ---).

Эти уравнения при достаточно малых шагах Н порождают следующие диффеоморфизмы пространства Я":

1»»+, = (/ - лм-1Л)-'(/ + =■■ Ыч);

Vk+l = (/- ш~1(А + Г))"1«* =: <р,с(укУ,

ук+1 = (2(1 - + F))-1 - /Н =: ^Ы-

Пусть М и N — два гладких многообразия в пространстве И" Говорят, что они пересекаются трансверсально, если в любой точке х из пересечения М ПЛ/" касательные пространства ТХМ и ТХМ этих многообразий в точке х удовлетворяют равенству

ТХМ+ТХЛГ = К".

Сформулируем основной результат об этих диффеоморфизмах, полученный в работе. Теорема П.7.1.

Для типичной нелинейности / все неподвижные точки динамических систем, порожденных диффеоморфизмами или <р1т, гиперболичны, а их устойчивые

и неустойчивые многообразия пересекаются трансверсально.

В ходе доказательства этой теоремы получены общие результаты о типичности свойств гиперболичности неподвижных точек динамических систем и трансверсальности пересечения их инвариантных многообразий, которые могут быть использованы при изучении динамических систем, полученных дискретизацией с использованием других схем.

В диссертации есть также приложение, где собраны различные утверждения о свойствах пространств с весом, используемых в первой главе.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Колежук B.C. Типичные свойства дискретизаций параболических уравнений // Нелинейные динамические системы, 5, СПб., 2003. С. 43-58.

2. Kolezh.uk VS. Dynamical systems generated by parabolic equations on the line / Preprint 04-44, DFG Research Group 'Spectral analysis, asymptotic distributions and stochastic dynamics', 2004. P. 1-30.

3. Kolezhuk VS. Properties of some operators in weighted function spaces / Preprint 0445, DFG Research Group 'Spectral analysis, asymptotic distributions and stochastic dynamics', 2004. P. 1-22.

4. Beyn W.-J., Kolezhuk' VS., Pilyugin S.Yu. Convergence of discretized attractors for parabolic equation on the line // Записки научных семинаров ПОМИ, т. 318, 2004. С.14-41.

5. Колежук B.C. Аттракторы параболических уравнений на оси и их дискретизаций // Международная конференция "Четвертые окуневские чтения". Тезисы докладов. СПб., 2004. С.12-13.

6. Колежук B.C. Аттракторы точных и дискретизованных динамических систем на неограниченных областях //Международная конференция по дифференциальным уравнениям и динамическим системам. Тезисы докладов. Суздаль, 2004. С.107-109.

7. Kolezhuk V.S. Hyperbolicity and transversality for generic discretizations of parabolic equations //Tools for Mathematical Modelling. Abstracts. SPb, 2003. P93.

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслуживания учебного процесса физического факультета СПбГУ. Приказ № 571/1 от 14.05.03. Подписано в печать 30.01.06 с оригинал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз., Заказ № 282/с 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, тел. 428-43-00.

1 I

•V

2.0О& ft

i - 35 2 »

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Колежук, Василий Сергеевич

Введение.

Глава I. Аттракторы полулинейного параболического уравнения на прямой.

§ 1. Терминология.

§ 2. Теорема существования.

§ 3. Оценки старших производных.

§ 4. Существование аттракторов.

§5. Оценки погрешности приближенных решений.

§ 6. Оценка отклонения приближенных аттракторов.

Глава II. Типичные свойства дискретизаций параболических уравнений.

§ 1. Построение динамических систем, порожденных дискретизациями.

§ 2. Регулярные значения и теорема трансверсальности

§ 3. Гиперболичность неподвижных точек динамических систем.

§ 4. Спектр дифференциалов Dv<p в неподвижных точках.

§ 5. Характеризация свойства трансверсальности пересечения инвариантных многообразий.

§6. Общий результат о трансверсальности.

§ 7. Применение общих теорем о трансверсальности.

Глава III. Приложение.

§ 1. Весовые пространства.

§2. Дискретные весовые пространства.

§3. Свойства проекторов.

§4. Динамические системы, порожденные дискретизациями параболического уравнения.

 
Введение диссертация по математике, на тему "Исследование аттракторов дискретизаций параболических уравнений на неограниченных областях"

В настоящее время изучение аттракторов динамических систем является хорошо развитой областью качественной теории динамических систем. Аттракторы изучаются во многих фундаментальных трудах, например, [1], [3], [25]. Такое изучение важно, так как именно аттракторы отвечают за поведение системы при больших временах.

В связи с развитием вычислительной техники все большее значение приобретает изучение динамических систем с помощью компьютера. С помощью компьютера оказывается возможным не только получить приближенные решения различных уравнений, но и построить приближенные аттракторы динамических систем, порождаемых ими. Соответствующие аттракторы являются аттракторами дискретных динамических систем, возникающих в результате дискретизации изучаемых уравнений. Отсюда естественно возникает интерес к изучению свойств динамических систем, порождаемых дискретизациями. В настоящее время изучение динамических систем, порожденных дискретизациями, превратилось в интенсивно развивающуюся область теории динамических систем (см., напр., [10], [15], [16]).

Основными двумя вопросами, связанными с динамическими системами, возникающими в результате дискретизации, являются следующие:

1. Насколько точно их решения, аттракторы и прочие объекты, связанные с динамикой, аппроксимируют соответствующие объекты исходного уравнения?

2. Каковы свойства этих дискретизованных динамических систем? В этой связи особо важными представляются различные вопросы устойчивости этих систем, так как при их решении с помощью компьютера возникают различные погрешности, связанные с ошибками округления.

В настоящей работе исследуются эти вопросы для полулинейного параболического уравнения вида ut = Аи + f(x, и), и = u(t,х), х е О,, t > 0 (1) с граничным условием Дирихле и\ап = 0, где А — оператор, действующий из соболевского пространства H2(Q) в пространство L^Q), симметричный и положительно определенный относительно скалярного произведения (д, h) := f ghdx, а / — функция класса Cv(r > 1), глобально п липшицевая по переменной и.

В главе I исследуется уравнение (1) с оператором А = ^ на прямой (то есть, в случае Q = R), dtu(t, х) = uxx(t,х) - f{u{t, x)),t> 0, а; е R; (2) u\t=o = Щ- (3)

Вопросы сходимости "приближенных" решений и глобальных аттракторов полулинейных параболических уравнений на ограниченных областях к "точным"хорошо изучены для различных схем дискретизации по переменным х и t (например, в работах [17],[25],[26]). Однако изучение динамических систем на неограниченных областях началось сравнительно недавно. Препятствием для изучения таких уравнений является то, что оператор ихх на прямой обычно не является положительно определенным и не имеет компактной резольвенты. Толчок к изучению аттракторов для уравнения (2) дала работа Бабина и Вишика [9], где было предложено понятие аттрактора, соответствующего паре пространств. Подмножество I С % называется глобальным (71', 7£)-аттрактором динамической системы Ф, если i) I — компактное подмножество пространства

И) множество I инвариантно но отношению к действию системы Ф, то есть, Ф(£, /) = I для t > 0; iii) множество I притягивает ограниченные подмножества пространства TZ' в топологии пространства 1Z.

В работе [9] было показано, что уравнение (2) имеет аттрактор, соответствующий паре, состоящей из весового соболевского пространства и его же, но со слабой топологией. В дальнейшем появились и другие работы, посвященные существованию аттракторов, соответствующих различным парам пространств (см. напр. [21], [10]). В работе [21] изучалось уравнение Гинзбурга-Ландау и было показано, что у него есть глобальный аттрактор, соответствующий паре пространств с сильной топологией в обоих, а именно, паре постранств (Hi,„, %i,7(R)), где T/i)7(R) есть банахово пространство таких функций и : R —» R, что квадрат нормы

IMIi,7= / p(x)(u'(x)2 + u{x)2)dx Jr с весовой фунцией р = (l+rr2)7, 7 < —1/2) конечен, а пространство Hi,u это такое подмножество пространства "Hij7(R), что для всех функций и £ "Hi,и норма

IMk« = sup||T>||i,7 ye R конечна и выполнено соотношение \\и(• + у) — u(')||i,u 0. у-* о

Одним из основных результатов главы I является следующая теорема о существовании глобальных аттракторов для уравнения (2), соответствующих той же паре пространств, что и в работе [21]. Теорема 1.

Пусть нелинейность f в уравнении (2) удовлетворяет условию дис-сипативности f(u)-u>\0\u\2(4)

Тогда уравнение (2) nopooicdaem непрерывный полупоток в пространствах "Hi)7(R) и 'Н\>и и У этого полупотока есть глобальный ("Hi,u, (R)) - аттрактор.

Другой основной результат главы I связан с дискретной динамической системой, порождаемой уравнением un+i /h = о+дип+1 + 7(un+1), (5) где ип — {u%}k£z и un+1 = {u%+1}kez — последовательности вещественных чисел, оператор д+д- — это дискретный аналог оператора Лапласа, а отображение / действует на последовательности по формуле (f(u))i — /(щ)) возникающим в результате дискретизации уравнения (2) по неявной схеме с шагом h по времени и d — по пространственной переменной. Известно ([Ю]), что уравнение (5) порождает поток в пространствах #1д7 и Яхди, где, аналогично непрерывному случаю, пространство //i,d,7 есть пространство таких последовательностей и = {ик : к £ Z}, что квадрат нормы

Ml = d^Pk((d+u)l + ul) kez конечен, где Рк = p(kd) = (1 + (Ы)2)7, д+и := {h~1(uk+i~uk)}keZ, а подмножество пространства состоящее из последовательностей, для которых норма

Ml,и = sup||T„u||i>7 yez конечна. Кроме того, в работе [10] показано, что у динамической системы, порожденной уравнением (5), есть глобальный (#1ди, Я^^-аттрак-тор.

Введенное нами пространство i?i,d,7 естественным образом вкладывается в пространство %ii7(R) так, что последовательность {uk}kez £ соответствует функции и(х) = Uk+iO + «^(1 — в), х = kd + 9, к е Z, в € [0,1). Соответствующий оператор вложения обозначим через Td■ Сформулируем теперь другой основной результат главы I. Теорема 2.

1. Пусть St, t > 0 — полупоток, порожденный уравнением (2), а Sh,d ~~ гомеоморфизм, порожденный уравнением (5). Тогда для любых функции v Е /Hi;7(R) и числа Т > 0 верна оценка sup \\TdSld(TalVdv)-'PdSnhv\\hy->0 при h,d-+ 0,

0<nh<T где Vd — ортогональный по отношению к скалярному произведению u,w) = f p(x)u(x)w(x)dx проектор па образ оператора Td в простран-R стве 7^ij7(R).

2. Пусть А — глобальный (/^i)tl,?^i)7(R))-аттрактор уравнения (2), a A{h,d) — глобальные Hi^y) -аттракторы уравнения (5). Тогда аттракторы A(h, d) сходятся к аттрактору А в следующем смысле: dev(TdA{h, d),A) := sup inf ||a — 6||i)7 -> 0 при h, d -» 0. (6) aeTdA(h,d)

Заметим, что для параболических уравнений на ограниченных (по х) областях были получены явные оценки погрешности на конечном интервале по времени, например, в работе [20]. Однако эти оценки неравномерны по времени и ухудшаются при малых временах. В нашем случае тоже могут быть получены такие оценки, если немного изменить использованный метод.

Следует также заметить, что утверждение теоремы 2 легко распространяется на случай произвольной размерности с помощью метода, использованного в работе [10].

 
Список источников диссертации и автореферата по математике, кандидата физико-математических наук, Колежук, Василий Сергеевич, Санкт-Петербург

1. Brunovsky P., Polacik P. The Morse-Smale Structure of a Generic Reaction-Diffusion Equation in Higher Space Dimension. //J. Differential Equations, 135, 1997. P.129-181.

2. Chen M., Chen X.-Y., Hale J.K. Structural stability for time-periodic one-dimensional parabolic equations. //J. Differential Equations, 96, 1992. P.355-418.

3. Eirola Т., Pilyugin S. Yu. Pseudotrajectories Generated by a Discretization of a Parabolic Equation. //J. Dynam. Differ. Equat., 8, N2, 1996. P.281-297.

4. Fusco G., Oliva W.M. Jacobi matrices and transversality. //Proc. Roy. Soc. Edinburgh, 109A, 1988. P.231-243.

5. Hale J.K., Lin X.-B., Raugel G. Upper semicontinuity of attractors and partial differential equations. //Math. Сотр., 50,1988. P.80-123.

6. Henry D. Some infinite-dimensional Morse-Smale systems defined by parabolic partial differential equations. //J. Differential Equations 59, 1985. P. 165-205.

7. Henry D. Perturbation of the Boundary for Boundary Value Problems of Partial Differential Operators. //New York: Cambridge Univ. Press, 2005. 324p.

8. Larsson S. Nonsmooth data error estimates with applications to the study of the long-time behavior of finite element solutions of semilinear parabolic problems. //Preprint 1992-36, Dept. of Math., Chalmers Univ. of Technology, 1992.

9. Mielke A., Schneider G. Attractors for modulation equations on unbounded domains existence and comparison. //Nonlinearity, 8,1995. P.743-768.

10. Oliva W.M., de Oliveira J.C.F., Sola-Morales J. An infinite-dimensional Morse-Smale map. //NODEA, 1, 1994. P.365-387.

11. Palmer K. Shadowing in dynamical systems. Theory and applications. //Kluwer Academic Publishers, 2000. 299p.

12. Polacik P. Transversal and nontransversal intersections of stable and unstable manifolds in reaction diffusion equations on symmetric domains.// Differential Integral Equations, 7, 1994. P.1527-1545.

13. Sell G.R., You Y. Dynamics of Evolutionary Equations. //Applied Mathematical Sciences, 143. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2002. 672p.

14. Stuart A. Perturbation theory for infinite dimensional dynamical systems. //Theory and numerics of ordinary and partial differential equations, Leicester, 1994. P.181-290.Публикации автора по теме диссертации

15. Колежук В. С. Типичные свойства дискретизаций параболических уравнений. //Нелинейные динамические системы, 5, СПб., 2003.

16. Kolezhuk V.S. Dynamical systems generated by parabolic equations on the line. //Preprint 04-44, DFG Research Group 'Spectral analysis, asymptotic distributions and stochastic dynamics', 2004.

17. Kolezhuk V.S. Properties of some operators in weighted function spaces. //Preprint 04-45, DFG Research Group 'Spectral analysis, asymptotic distributions and stochastic dynamics', 2004.

18. Beyn W.-J., Kolezhuk V.S., Pilyugin S. Yu. Convergence of discretized attractors for parabolic equation on the line. //Записки научных семинаров ПОМИ, т. 318, 2004. С.14-41.

19. Колежук B.C. Аттракторы параболических уравнений на оси и их дискретизаций. //Международная конференция "Четвертые окуневские чтения". Тезисы докладов. СПб., 2004. С.12-13.

20. Колежук B.C. Аттракторы точных и дискретизованных динамических систем на неограниченных областях. //Международная конференция по дифференциальным уравнениям и диамическим системам. Тезисы докладов. Суздаль, 2004. С.107-109.

21. Kolezhuk V.S. Hyperbolicity and transversality for generic discretizations of parabolic equations. //Tools for Mathetical Modelling. Abstracts. SPb, 2003. P.93.