林俊宇,鄒晨,徐曉杰
(華南理工大學 數(shù)學學院,廣東 廣州 510640)
液晶是區(qū)別于氣體、液體和固體之外的第四種特殊物質(zhì),其中向列型液晶是最常見的類型.本文將研究下面不可壓向列型液晶流的柯西問題:
和初值條件
文獻[1]在Koch-Tataru[2]框架下,得到了小初始值問題的溫和解的存在性.文獻[3]研究了文獻[1]的溫和解的正則性(也可見文獻[4]).林和丁在Lebesgue空間的框架下,得到了小初值問題的解的存在性[5].在Lorentz空間的框架下,文獻[6]得到小初值的整體溫和解的存在性.文獻[7]研究了溫和解的唯一性.對于Besov空間中的溫和解,可參見文獻[8-10].對于弱解以及強解的研究,參見文獻[11-15].對于不可壓液晶流的其他研究成果,參見文獻[16].
本文將研究在弱-Ln空間(記為L(n,∞)(?n))中溫和解的漸進穩(wěn)定性.首先回顧Lorentz空間的有關記號和性質(zhì).
設f為可測函數(shù),p,q為正實數(shù).定義
引理1[18-19](廣義Young不等式)記T為卷積算子以及h=T(f,g)為f與g的卷積.
引理2[18](廣義H?lder不等式)設滿足如果和g∈那么其中s≥1是滿足的任意常數(shù).并且有估計其中
下面給出一些函數(shù)空間記號.
給定常數(shù)q>n,記是滿足下面條件的所有實值函數(shù)的集合:
記?為L2(?n)上到的正交投影算子.Stokes算子-?Δ和Laplace算子-Δ在Lorentz空間中分別生成一致有界解析半群
方程組(1~4)可重寫為下面的積分形式
其中(記*為函數(shù)的卷積運算)
引理3[6]99設f,g∈X,那么,對q>n有
并且有估計
引理4[6]99設q>n.假設那么
特別地,當h≡1,有
引理5[21]對于t>0,設是兩個正函數(shù).如果存在正函數(shù)1(0,1)f∈L滿足并且
那么存在另外一個正函數(shù)1(0,1)g∈L使得
下面是由文獻[6]得到的存在性結果.
定理1[6]101設滿足??u0=0和d0∈S2,?d0∈L(n,∞)(?n).那么存在常數(shù)ε0>0使得當時,方程組(1~4)有整體溫和解(u,d)滿足
且對q>n,
本文的主要結果是
定理2給定q>n.設u0,v0∈L(n,∞)(?n)滿足??u0=??v0=0以及d0,h0∈S2滿足?d0,?h0∈L(n,∞)(?n).設由定理1得到的(1~4)對應初始值的解分別為(u,d)和(v,h).假設
那么
若進一步假設
那么
證明我們只需證明在式(9)和(11)的條件下式(12)是成立的,因為式(10)可以用類似的方法證明.先估計
事實上,對于t>0,
由引理3可得
以及
類似地,可得
因此
其中C(n,q)是正常數(shù),僅依賴于
事實上,對t>0,
類似引理4的證明,可得對t>0,
結合式(13~14),可得
記A(t)=A1(t)+A2(t),其中
以及
利用變量替換τ=st,其中s∈[0,1],由式(15)可得
定理2證畢.