The integration of systems of linear PDEs using conservation laws of syzygies
提出了一种新的线性偏微分方程(PDE)的积分方法,使合轨线能满足守恒律。这些合点是作为微分Groebner基计算的副产品免费提供的。与积分单个方程并将结果代入其他方程的更明显的方法相比,新技术一次积分多个方程,因此引入了暂时更少的新积分函数,并且还依赖于更少的变量。特别是对于多变量高阶偏微分方程系统,传统的积分方法可能会导致积分函数数目的爆炸,而新的方法避免了这一问题。另一个好处是,解决方案中的冗余自由函数被防止或至少减少了它们的数量。
2003-01-28 cs.SC math.AP
Well-posedness for scalar conservation laws with moving flux constraints
我们考虑了一个强耦合的ODE-PDE系统,它代表了沉浸在车辆交通中的移动瓶颈。偏微分方程由模拟交通流演化的标量守恒律组成,常微分方程由模拟慢速行驶车辆的轨迹组成。移动瓶颈通过一个点流量约束来影响大规模交通流,该点流量约束由慢车位置处流量的不等式给出。我们证明了解的唯一性和对有界变差初值的连续依赖性。证明是基于一个新的时间向后的方法,建立捕获的广义切向量的范数在每个时间的值。
2018-01-15 math.AP
Conservation laws that depend on functions and PDE reduction: extending Noether $1\tfrac{1}{2}$
本文针对含依赖自变量/因变量函数的守恒律族的偏微分方程组,提出可结合对称族约化的简化方法,实现类似常微分方程双重降阶的多重约化,并给出伪抛物方程、平均曲率方程等应用实例。
2023-12-15 math-ph math.AP math.MP
Conservation laws of nonlinear PDEs arising in elasticity and acoustics in Cartesian, cylindrical, and spherical geometries
Department of Applied Mathematics and Statistics, Colorado School of Mines(科罗拉多矿业大学应用数学与统计系)
本文通过尺度齐次性和乘子法,研究了弹性力学与声学中非线性偏微分方程的守恒律,包括剪切波传播模型和参数化本构方程组。
2025-12-23 math-ph math.AP math.MP
Conservation laws for conformal invariant variational problems
我们成功地写出了二维共形不变的非线性椭圆偏微分方程(调和映射方程、规定的中曲率方程、非线性偏微分方程)。等)以散度型的形式。这种发散自由量将齐性空间中调和映射的守恒律推广到不具有对称性的目标流形上。从这个形式中,我们可以恢复,而不使用活动标架,所有的经典正则性结果已知的2维共形不变的非线性椭圆偏微分方程。它还使我们能够取得新的成果。特别地,我们解决了E.Heinz的一个猜想,他断言任意流形中的预刻有界中曲率方程的解是连续的。
2006-03-15 math.AP math.DG
Learning Physical Models that Can Respect Conservation Laws
Univ. of Michigan(密歇根大学);AWS AI Labs(亚马逊云服务人工智能实验室);Amazon Supply Chain Optimization Technologies(亚马逊供应链优化技术部门)
提出ProbConserv框架,通过结合守恒定律积分形式与贝叶斯更新将守恒约束融入SciML架构,有效解决了包含双曲型在内的难解PDE问题,并在保持不确定性量化的同时取得更优预测性能。
2023-10-11 cs.LG cs.NA math.AP
On the Existence of Solution of Conservation Law with Moving Bottleneck and Discontinuity in FLux
针对通量含间断并受约束的移动瓶颈 PDE-ODE 模型,提出修正 Riemann 解,并以波前追踪格式证明 Cauchy 问题弱解存在。
2023-10-01 math.AP
$\mathcal{A}$-quasiconvexity, Gårding inequalities and applications in PDE constrained problems in dynamics and statics
证明了一个与$\mathcal{A}$ -拟凸函数相关的二次型的Gårding型不等式.这种二次型在守恒律理论中以相对熵的形式出现,它与变分法中的维尔斯特拉斯过剩函数有关。前者提供了弱强唯一性结果,而后者已被用来提供充分性定理的局部极小。在$\mathcal{A}$ -拟凸性假设下,利用这个新的Gårding不等式,我们将这些结果推广到动力学和静力学中的PDE约束问题.在静力学中的应用改进了现有的结果,证明了在经典的$\mathcal{A}= {\rm curl}$情况下,$L^p$局部极小的唯一性。
2020-05-27 math.AP
The particle paths of hyperbolic conservation laws
本文将双曲守恒律重新视为具有隐式速度场的连续性方程,证明弱解为熵解当且仅当对应常微分方程适定,并给出流的Hölder正则性及黎曼问题的显式计算。
2024-04-02 math.AP
Center stable manifolds for quasilinear parabolic pde and conditional stability of nonclassical viscous shock waves
出于行波的条件稳定性的研究,我们给准线性抛物偏微分方程的基本$H^2$中心稳定的流形建设,回避显然微妙的正则性问题相结合的精心选择的隐式不动点计划和“阻尼型”$H^s$能量估计的一种熟悉的双曲-抛物和松弛系统的研究。这些方法的一个重要特点是,它们概括的情况下,如双曲-抛物线或松弛的情况下,抛物线型平滑估计是不可用的。作为应用,我们通过对中心稳定流形的逐点稳定性分析,证明了一般拟线性抛物型守恒律方程组的Lax或欠压缩激波的条件稳定性。
2009-01-13 math.AP
Computation of fluxes of conservation laws
Department of Mathematics and Statistics, University of Saskatchewan(萨斯喀彻温大学数学与统计系)
本文综述了偏微分方程局部守恒律通量的计算方法,包括直接法、同伦法等,并通过示例和符号软件实现进行比较。
2009-07-03 cs.NA math-ph math.AP
Structure of entropy solutions to general scalar conservation laws in one space dimension
本文证明了一个标量守恒律的熵解在$1$ -可求长集$Ξ$-直到$\mathcal H^1$可忽略集外是-连续的,对每一点$(\bar t,\bar x) \in Ξ$,在$(\bar t,\bar x)$中存在两个$u$左/右连续的区域.我们提供的例子表明,这些估计是接近最优的。为了达到这些规律性的结果,我们将波阵面近似解的波表示推广到熵解。这种表示可以被解释为非线性标量偏微分方程解的某种拉格朗日表示,并暗示了熵解的水平集上的精细结构。
2014-09-01 math.AP
Homogeneous Dirichlet problem for degenerate parabolic-hyperbolic PDE driven by Levy noise
本文研究了由 Levy 噪声驱动的退化抛物-双曲型 PDE 的齐次 Dirichlet 问题,基于 Kružkov 半熵公式发展了熵解的适定性理论,并采用更简单的方法获得了全局 Kato 不等式。
2024-08-24 math.AP
Symmetry groups, fundamental solutions and conservation laws for conformable time fractional partial differential system with variable coefficients
本文研究变系数可协调时间分数阶偏微分系统,通过对称群方法构造群不变解并推导基本解,给出不同系统基本解的等价变换关系,还利用Noether定理和李代数得到系统守恒律。
2023-05-01 math.AP
On the equivalence of generalized solution concepts for systems of hyperbolic conservations laws in fluid dynamics
Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics(魏尔斯特拉斯应用分析与随机性研究所);Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学)
本文研究了流体动力学中非线性PDE系统的几种广义解概念之间的关系,证明了在能量不等式适当表述下,不可压缩欧拉方程的三种解概念等价,并建立了能量-变分解与改进的耗散弱解之间的等价性。
2026-04-01 math.AP
Uniqueness for the Dafermos regularization viscous wave fan profiles for Riemann solutions of scalar hyperbolic conservation laws
本文证明了标量双曲守恒律黎曼解的 Dafermos 正则化粘性波扇剖面解的唯一性,且不限于小自相似粘性区域,并给出了 Burgers 方程稀疏波正则化的精确描述。
2023-05-28 math.AP
Existence and Blow-up for Non-autonomous Scalar Conservation Laws With Viscosity
本文完整解答了带黏性非自治标量守恒律在特定系数条件下的爆破问题,给出了解行为的精确刻画。
2023-11-16 math.AP
wPINNs: Weak Physics informed neural networks for approximating entropy solutions of hyperbolic conservation laws
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院)
物理信息神经网络(PINN)需要基础PDE的解的正则性以保证精确的近似。因此,他们可能会失败的近似间断解的偏微分方程,如非线性双曲型方程。为了改善这一点,我们提出了一种新的变种PINNs,称为弱PINNs(wPINNs)的标量守恒律的熵解的精确近似。wPINN基于近似残差的最小-最大最优化问题的解,该最小-最优化问题根据Kruzkhov熵定义,以确定近似熵解的神经网络的参数以及检验函数。我们证明了严格的界限wPINNs所产生的误差,并说明其性能,通过数值实验表明,wPINNs可以近似熵解准确。
2022-07-18 cs.LG cs.NA math.AP
Hyperbolic Conservation Laws and Hydrodynamic Limit for Particle Systems
本文研究了一类具有间断通量的标量双曲守恒律方程:\partial_t ρ+ \partial_x F(x,ρ)=0.这种守恒律的主要特征是通量函数在空间变量x中的不连续性。Kruzkov对L1-收缩的方法不适用,因为它要求通量函数的Lipschitz连续性;在经典的熵条件下,甚至黎曼问题的熵解也不是唯一的。另一方面,众所周知,在统计力学中,某些具有不连续速度参数lambda(x)的微观相互作用粒子系统,在流体力学极限下,形式上导致具有不连续通量的标量双曲守恒律:\partial_t ρ+ \partial_x(λ(x)h(ρ))=0。自然的问题出现的熵解决方案的流体动力学的限制选择,从而导致一个合适的,物理相关的概念熵解决方案的这类守恒定律。本文是第一步,并提供了一个家庭的不连续通量函数这个问题的答案。特别地,我们确定了我们的PDE的熵条件,并通过将我们的存在性结果与Audusse-Perthame(2005)关于通量函数族的唯一性结果相结合来证明适定性;我们建立了一个紧框架,用于研究大粒子系统的流体动力学极限和其他近似解的收敛性,该方法基于测度值熵解的概念和约化,最后建立了具有不连续速度参数的ZRP的流体动力学极限,该极限由PDE的熵解所控制.
2007-10-01 math-ph math.AP math.MP
Existence and stability of planar shocks of viscous scalar conservation laws with space-periodic flux
本文的目的是在多维情形下证明具有空间周期通量的粘性标量守恒律方程激波的存在性和稳定性。这样的结果已经证明了第一作者在一维空间,但扩展到多维设置使存在性证明非平凡的。我们构造近似解,通过限制域的大小,然后传递到域的大小趋于无穷大的极限。其中一个关键步骤是一个“规范化”的程序,它确保了近似方案得到的极限对象确实是冲击。证明依赖于椭圆偏微分方程理论,而不是在一维情况下的ODE参数。一旦证明了冲击的存在,它们的稳定性就可以从基于动力系统理论的经典论证中得出。
2016-03-16 math.AP
Metastability for nonlinear parabolic equations with application to scalar viscous conservation laws
本文的目的是有助于定义一个多功能的语言亚稳定性的背景下,偏微分方程的发展型。本文提出了一个适用于一维有界区域上抛物型方程的一般框架,该框架基于选择一族近似定态,以及线性化算子在这类定态下的谱性质。的慢运动的解决方案属于一个圆柱附近的家庭的近似稳定状态的分析通过一个系统的常微分方程的参数$ξ$,描述家庭,再加上一个PDE描述的扰动$v$的演变。本文给出并证明了一个关于耦合$(ξ,v)$的约化系统的一般结果,即通过忽略$v$中的非线性项而得到的拟线性化系统,并说明了这种方法如何适用于具有凸通量的有界一维区间中Dirichlet边界条件的标量粘性守恒律的典型例子.
2013-03-22 math.AP
Controlling conservation laws I: entropy-entropy flux
研究了一类具有Lax熵-熵通量对的正则守恒律的变分问题.我们首先介绍了一个修改后的最优输运空间的基础上的守恒律扩散。利用这个空间,我们证明了守恒律与扩散是“通量梯度流”。接下来,我们构造这些流的变分问题,我们得到正则化守恒律的对偶PDE系统。给出了几个算例,包括交通流和Burgers方程.通过对原始对偶法和单调格式的比较,我们成功地计算了守恒律的控制。
2021-11-10 cs.NA math-ph math.AP
Almost conservation laws for stochastic nonlinear Schrödinger equations
在本文中,我们提出了一个全球化的论点随机非线性色散偏微分方程加性噪声适应的$I$ -方法(=几乎守恒律的方法)的随机设置。作为一个模型例子,我们考虑了$\mathbb R^3$上的散焦随机三次非线性薛定谔方程(SNLS),该方程具有加性随机强迫,时间上是白的,空间上是相关的,使得噪声位于能量空间之下。通过结合$I$ -方法与伊藤引理和一个停时参数,我们构造了SNLS在能量空间以下的全局时间动力学。
2020-12-12 math.AP math.PR
Measure solutions, smoothing effect, and deterministic particle approximation for a conservation law with nonlocal flux
本文研究一类具有非局部通量的守恒律,首次在概率测度初值下建立存在唯一性理论,并通过分位数表述证明确定性粒子逼近定理及瞬时测度到L∞的光滑化效应。
2024-06-06 math.AP
Scalar conservation laws with rough (stochastic) fluxes
我们发展了一个路径理论的标量守恒律拟线性乘法粗糙路径依赖,一个特殊的情况是随机守恒律拟线性随机依赖。本文引入了路径随机熵解的概念,它是由路径的局部一致极限封闭的,并证明了它是适定的,即,我们建立了路径方向$L^1$ -压缩形式的解的存在性、唯一性和连续依赖性,以及一些显式估计。我们的方法是由随机黏性解的理论,这是由两位作者介绍和发展,研究完全非线性的一阶和二阶随机偏微分方程与乘性噪声的动机。该理论依赖于通过局部反转随机特征流而构造的特殊检验函数。对于守恒定律,这最好在我们这里遵循的动力学公式的水平上实现。
2013-09-08 math.AP math.PR
Scalar conservation laws with rough (stochastic) fluxes; the spatially dependent case
我们继续发展的理论路径随机熵解的标量守恒律在$\R^N$与准线性乘法“粗糙路径”的依赖考虑非均匀通量和一个单一的粗糙路径,例如,一个布朗运动。继我们以前的注意,我们认为空间独立通量,我们引入的概念,路径随机熵解,并证明它是适定的,也就是说,我们建立存在性,唯一性和连续依赖的形式(路径)$L^1$ -压缩。我们的方法是由随机黏性解的理论,这是由两位作者介绍和发展,研究完全非线性的一阶和二阶随机偏微分方程与乘性噪声的动机。该理论依赖于通过局部反转随机特征流而构造的特殊检验函数。对于守恒定律,这最好在我们这里遵循的动力学公式的水平上实现。
2014-04-04 math.AP math.PR
On the accuracy of the finite volume approximations to nonlocal conservation laws
本文针对模拟交通流和人群动力学的非局部标量守恒律,在无核函数与通量单调性假设下,证明了单调有限体积格式以√Δt速率收敛到熵解,并给出数值实验验证。
2023-05-31 cs.NA math.AP math.NA
Extensions for Systems of Conservation Laws
扩张(熵)通过提供弱解的内在选择准则在双曲守恒律理论中起着核心作用。对于给定的双曲方程组ut +f(u)x=0,标准的方法是直接分析二阶偏微分方程组的扩张。相反,我们发现考虑右本征向量r_i的长度β ^i满足的等式是有利的,该等式是关于由扩张定义的内积测量的雅可比矩阵Df。我们的几何公式提供了一个自然的和系统的方法存在的扩展。通过规定本征场r_i,我们的结果自动地适用于具有相同本征标架的所有系统。长度为β ^i的方程形成一个一阶代数微分系统(β系统),标准的可积性定理可以应用于该系统。扩展集的大小取决于beta系统通解中存在的自由常数和函数的数量。我们提供了一个完整的故障的各种可能性系统的三个方程,以及丰富的双曲系统的任何规模。
2011-04-19 math.AP math.DG
Viscoelastic flows with conservation laws
在这项工作中,我们提出了第一个对称双曲守恒律守恒律组来描述粘弹性流动的麦克斯韦流体,即流体的记忆,其特征在于由一个松弛时间参数。准确地说,系统的准线性偏微分方程详细的浅水区,即在重力作用下的静水不可压缩的自由表面的二维流动。它将圣维南系统推广到麦克斯韦流体的粘弹性流动,并包含了F。布舒特它还概括了(薄层)弹性动力学的超弹性材料的粘性流体,和各种流变之间的固体和液体状态,可以制定使用我们的新变量作为材料parameter.The新的粘弹性流动模型有许多潜在的应用,除了落入(对称双曲)系统的守恒律的理论框架。在计算流变学中,它提供了一种新的方法来解决高魏森伯格数问题(HWNP)。对于瞬变地球物理流,它提供了一个并行兼容的数值模拟的前景,与离散体积(FV)说。此外,本文提出了一种新的连续介质模型的FV离散化,以精确我们的想法,包括。解决方案的物理意义。最后通过数值模拟给出了展望。
2019-08-09 cs.NA math.AP math.NA