Convection Effects and Optimal Insulation: Modelling and Analysis
George Mason University(乔治梅森大学);Technical University of Berlin(柏林工业大学)
本文研究了在存在对流热传递的情况下,确定热传导体上最优隔热材料分布的建模与分析问题。
2025-12-15 math.AP math.OC
Higher integrability of the gradient for the Thermal Insulation problem
我们证明了更高的可积性的梯度极小化的热绝缘问题,一个类似的德乔治猜想的Mumford-Shah功能。我们推导出自由边界的奇异部分的豪斯多夫维数严格小于$n-1$。
2021-10-03 math.AP
An optimization problem in thermal insulation with Robin boundary conditions
研究了有界体$Ω\subset \mathbb{R}^n$的绝热性。根据规定的热源$f\geq 0$,我们考虑一个模型之间的热传递$Ω$和由对流确定的环境,这对应于,绝缘前,罗宾边界条件。然后用厚度为$\varepsilon>0$的绝缘材料层包围该主体,并且该绝缘材料层的电导率也与$\varepsilon$成比例。这对应于少量绝缘材料的情况,具有优异的绝缘性能。然后我们计算了能量泛函$F_\varepsilon$的$Γ$ -极限,并证明了这是一个泛函$F$,其极小元仍然满足椭圆型偏微分方程系统的非均匀Robin边界条件,该边界条件依赖于绝缘层在$Ω$周围的分布.在第二步中,我们研究的最大化的热含量(衡量良好的绝缘)之间的所有可能的分布的绝缘材料与固定的质量,并证明了一个最佳的上界的几何性质。最后,我们证明了一个猜想,即球周围均匀分布的绝缘材料的热含量最大化。
2020-08-05 math.AP math.OC
A Free Boundary Problem Related to Thermal Insulation
研究了绝热理论中的一个自由边界问题。该集合最优化问题的突出特点是被优化的集合的边界不是调和函数的水平曲面,而是一个超曲面,沿该超曲面,调和函数满足Robin条件。我们证明了极小集的存在,满足一致的密度估计,并在某些几何条件下,有“局部平坦”的边界。
2016-05-31 math.AP
A free boundary problem in thermal insulation with a prescribed heat source
本文研究了在给定热源$f>0$作用下,通过绝热材料体层对有界体$Ω\subset\mathbb{R}^n$的绝热问题。我们考虑一个模型的隔热体和环境之间的对流确定的热传递,这对应于罗宾边界条件的自由边界的层。我们证明了一个最小的配置存在,它满足一致的密度估计。
2022-10-14 math.AP
Stability analysis on the thermal insulation problems
基于区域变分的观点,对绝热背景下的两个形状最优化问题进行了稳定性分析。新颖之处在于,我们不要求二阶变分垂直于边界。例如,平移变分是不正常的,但正如我们在工作中所看到的,它不仅在获得第一个问题中热源为径向时球形状稳定的充要条件中起作用,而且在推导第二个问题中绝缘材料对称性破缺阈值的精确值中也是必不可少的,其结果是与等周常数有关,并且又意味着球形状在二维中是稳定的。
2022-05-01 math.AP
Modeling and Analysis of an Optimal Insulation Problem on Non-Smooth Domains
本文研究非光滑区域上的最优绝缘分布问题,通过Lipschitz横向向量场定义薄绝缘层,在更弱的边界正则性条件下建立了问题的$\Gamma$收敛性,推广了现有结果的适用范围。
2025-08-01 math.AP
Shape optimization of a thermal insulation problem
我们研究了一个形状最优化问题,涉及保持恒温并被一层遵守广义边界传热定律的绝缘材料$Ω$包裹的固体$K\subset\mathbb{R}^n$。在对$K$和$Ω$具有规定测度的条件下,在所有$(K,Ω)$中最小化这类构型的能量,并且不受拓扑或几何约束.在对流的情况下(对应于$\partialΩ$上的Robin边界条件),我们得到了极小值的完整描述,而对于一般的传热条件,我们证明了解的存在性和正则性,并给出了极小值的部分描述.
2022-06-20 math.AP
Duality-Based Algorithm and Numerical Analysis for Optimal Insulation Problems on Non-Smooth Domains
本文给出了一个非局部凸非光滑极小化问题的数值逼近。该物理问题涉及确定由$h\colon Γ_I\to [0,+\infty)$给出的、附着到导热体$Ω\subseteq \mathbb{R}^d$、$d \in \mathbb{N}$的边界部分$Γ_I\subseteq \partialΩ$的给定量的绝缘材料的最佳分布。为了解决问题的非局部性和非光滑性,本文引入了一个(Fenchel)对偶框架:(a)在连续层次上,利用(Fenchel)对偶关系,我们得到了一个后验误差恒等式,它可以处理凸非局部非光滑极小化问题的原始和对偶公式的任意可容许逼近;(b)在离散水平上,使用离散(Fenchel)对偶关系,我们推导出适用于原始公式的Crouzeix-Raviart离散化和对偶公式的Raviart-Thomas离散化的先验误差恒等式。所提出的框架导致的错误衰减率是最佳的特定规律的极小。此外,我们证明了收敛的数值逼近下的最小正则性假设。由于离散对偶公式可以写成一个二次规划,它是用半光滑牛顿法解释的原始对偶有效集策略求解的。离散原始配方的解决方案是重建的离散对偶配方的解决方案,通过逆广义马里尼公式。这是第一个这样的公式,这类凸非局部和非光滑极小化问题。
2025-05-07 cs.NA math.AP math.NA
A Free Boundary Problem Related to Thermal Insulation: Flat Implies Smooth
研究了Caffarelli和Kriventsov提出的一个新的自由边界问题的界面正则性。我们表明,对于极小的功能\[ F_1(A,u) = \int_A |\nabla u|^2 d\mathcal{L}^n + \int_{\partial A} u^2 + \bar{C} \mathcal{L}^n(A) \]在所有对$(A,u)$的开放集$A$包含一个固定的集$Ω$和功能$u\in H^1(A)$等于$1$上$Ω$,边界$\partial A$局部重合的两个$C^{1,α}$功能的图形的工会附近的大多数点。具体地说,这发生在界面被捕获在两个足够靠近的平面之间的所有点处。证明结合了安布罗西奥,弗斯科,和Pallara的Mumford-Shah功能与新的参数特定的问题考虑的想法。
2017-09-05 math.AP
Shape optimization for a nonlinear elliptic problem related to thermal insulation
本文考虑一类$$ I_{β,p}(D;Ω)=\inf\biggl\{\int_Ω\lvert{Dϕ}\rvert^pdx+β\int_{\partial^* Ω}\lvertϕ\rvert^pd\mathcal{H}^{n-1},\; ϕ\in W^{1,p}(Ω),\;ϕ\geq 1 \;\textrm{in}\;D\biggl\}, $$型极小化问题,其中$Ω$是$\mathbb{R}^n$中的有界连通开集,$D\subset \barΩ$是紧集,$β$是正常数.我们让集合$D$在规定的几何约束和固定厚度的$Ω\setminus D$下变化,以便根据$I_{β,p}$的最小化(或最大化)来寻找最佳(或最差)几何。在平面的情况下,我们表明,周长约束下的磁盘最大化$I_{β,p}$。在$n$维的情况下,我们限制我们的分析凸集显示,同样是真实的球,但在不同的几何约束。
2022-07-08 math.AP
On the optimal shape of a thin insulating layer
该研究针对有界开集的薄绝缘层隔热问题,采用Γ-收敛一阶渐近展开方法,分析绝缘层厚度趋于零时的极限情形,为薄绝缘层最优形状研究提供渐近分析思路。
2023-05-06 math.AP
Heat Transfer Shape Optimization: Stability and Non-Optimality of the Ball
本文利用流方法和Steklov特征值估计研究Robin边界条件下热传递形状优化中球的稳定性,揭示球在热对流下可能非最优,并给出依赖Robin系数、维数和体积约束的稳定性破坏阈值。
2025-07-08 math.AP
Second-order Optimality Conditions for Time-Optimal Control Problems Governed by Semilinear Parabolic Equations
本文研究了半线性抛物型方程支配的时间最优控制问题,通过引入局部最优解概念,建立了KKT型的一阶和二阶必要最优性条件及二阶充分条件。
2024-11-12 math.AP math.OC
Necessary Optimality Condition for a Discrete Dead Oil Isotherm Optimal Control Problem
本文给出了描述水-油(等温死油模型)的经典非线性偏微分方程系统的半离散最优控制问题的最优性必要条件。
2008-01-28 math.AP math.OC
Applications of optimal transport methods in the least gradient problem
我们研究的后果之间的等价性最小梯度问题和边界到边界的最优输运问题在二维。我们将这两个问题之间的关系扩展到它们各自的对偶问题,并使用最优输运技术证明了最小梯度问题的几个正则性和稳定性结果。
2021-02-11 math.AP math.OC
Necessary Optimality Conditions for a Dead Oil Isotherm Optimal Control Problem
我们研究了一个系统的非线性偏微分方程的石油工程的连续介质力学的框架内的传统建模。最近的研究结果证明了该问题最优解的存在性、唯一性和正则性。这里我们得到了第一个必要的最优性条件。
2006-12-13 math.AP math.OC
Stability of optimal shapes and convergence of thresholding algorithms in linear and spectral optimal control problems
本文证明了体积大约束下三个最优控制问题中阈值算法的收敛性,涵盖Dirichlet能量、特征值及非能量问题,核心贡献是提出形状Hessian的新对角化过程以导出局部稳定性估计。
2023-06-26 math.AP math.OC
Viscous Approximation of Optimal Control Problems Governed by Rate-Independent Systems with Non-Convex Energies
Technische Universität Dortmund(多特蒙德工业大学)
本文提出利用粘性正则化方法解决由非凸能量率无关系统支配的最优控制问题,通过正则化问题简化求解过程,并证明了正则化解的收敛性。
2026-01-09 math.AP math.OC
Optimal Control of Singular Parabolic PDEs Modeling Multiphase Stefan-type Free Boundary Problems
分析了多维多相Stefan型自由边界问题的分布形式奇异非线性抛物型偏微分方程的最优控制。利用有限差分方法,给出了有限维最优控制问题的逼近序列。证明了最优控制的存在性和离散最优控制问题序列关于泛函和控制的收敛性。特别地,在系数的极小正则性假设下,得到了奇异偏微分方程的有限差分方法的收敛性、存在性、唯一性和稳定性估计.
2020-06-12 math.AP math.OC
Optimal Control Problems Governed by 1-D Kobayashi-Warren-Carter Type Systems
本文研究了Kobayashi等提出的晶界运动相场模型[Physica D,140,141-150,2000]下的一类一维Kobayashi-Warren-Carter型系统的最优控制问题。这类问题包括Kobayashi-Warren-Carter型物理现实状态系统的最优控制问题及其正则化逼近问题。本文的结果在三个主要定理1-3中陈述。第一个主要定理1涉及状态系统的可解性和连续依赖性。同时,第二个主要定理2涉及最优控制问题的可解性,以及我们的最优控制问题类中的某些半连续联系。最后,在第三个主要定理3中,我们导出了正则化逼近问题的最优控制的一阶必要最优性条件。通过取近似极限,我们还导出了物理现实问题的最优控制的最优性条件。
2020-08-05 math.AP math.OC
Some nonlocal optimal design problems
本文研究了与分数索伯列夫空间$W^{s,p}(Ω)$相关的两个最优设计问题。然后我们发现这两个问题之间的关系,最后我们调查的收敛时,$s\uparrow 1$。
2017-10-03 math.AP math.OC
Stochastic optimal control problems with delays in the state and in the control via viscosity solutions and applications to optimal advertising and optimal investment problems
本文研究含状态和控制时滞的随机最优控制问题,通过等价马尔可夫重构和无穷维动态规划方法证明值函数是对应HJB方程的唯一粘性解,并将结果应用于最优广告和含建设周期的最优投资问题。
2024-05-16 math.AP math.OC math.PR
Optimal control for the Paneitz obstacle problem
本文研究了四维黎曼流形上与Paneitz障碍问题相关的一个自然的最优控制问题。我们证明了存在一个最优控制,这是一个最优状态,并导致也与规定的Q-曲率的共形度量。我们还证明了最优控制的C^{ \infty }-正则性和最优控制的一些紧性结果。在四维标准球面的情况下,我们刻画了所有的最优控制。
2022-07-26 math.AP math.DG math.OC
Optimal control for the conformal Laplacian obstacle problem
研究了n维闭黎曼流形上共形拉普拉斯障碍问题的最优控制问题,其中n >2。当黎曼流形的Yamabe不变量为正时,我们证明了最优控制等于其相应的最优状态,并证明了存在一个光滑的最优控制,它诱导了一个具有常数数量曲率的共形度量.对于标准球,我们证明了标准泡沫-即共形因子的度量共形的标准一个常数正数量曲率-是唯一的最优控制,因此等于其相关的最优状态。
2023-02-15 math.AP math.DG math.OC
Stability of optimal traffic plans in the irrigation problem
我们证明了分支运输的最优交通计划的稳定性。特别是,我们表明,任何限制的最优交通计划是最优的。这是拉格朗日对应的最近欧拉版本证明[CDM 19a]。
2020-03-26 math.AP math.CA math.OC
Optimal control for the infinity obstacle problem
在这篇文章中,我们证明了一个自然的最优控制问题的$\infty$障碍问题承认一个最优控制,这也是一个最优状态。此外,我们证明了$p$ -障碍问题的最优控制问题的极小值收敛到$\infty$ -障碍问题的最优控制问题的极小值,作为$p\to\infty$。
2020-07-03 math.AP
On the local structure of optimal measures in the multi-marginal optimal transportation problem
考虑了一个具有两个以上边值的最优运输问题。我们使用一个家庭的半黎曼度量来自混合,二阶偏导数的费用函数提供上界的支持的解决方案的尺寸。
2010-08-25 math.AP
Optimal design problems in rough inhomogeneous media. Existence theory
本文解决了一类相当一般的带体积约束的凸最优设计问题的存在性问题。在低维情况下,我们证明了由有界可测退化椭圆算子所支配的一般凸极小化问题的最优配置的存在性。在介质的温和连续性假设下,自由边界被证明享有适当的弱几何,我们建立了一个最优设计的存在性一般凸最优设计问题的体积约束的所有尺寸。
2008-03-19 math.AP
Asymptotic analysis of an optimal control problem for a viscous incompressible fluid with Navier slip boundary conditions
考虑具有Navier滑动边界条件的Navier-Stokes系统的最优控制问题。我们用$α$表示摩擦系数,并分析了$α\to \infty$这类问题的渐近性态。更确切地说,我们证明了,如果我们采取的最优控制的每个$α$,那么存在一个序列的最优控制收敛到一个最优控制的同一最优控制的Navier-Stokes系统的Dirichlet边界条件。我们还证明了相应的直接和伴随态的收敛性。
2019-10-25 math.AP
Uniqueness and Monge solutions in the multi-marginal optimal transportation problem
研究了一类多边际最优运输问题。在一定条件下的费用函数和第一个边际,我们证明了放松,Kantorovich版本的问题的解决方案诱导蒙赫问题的解决方案,这两个问题的解决方案是唯一的。
2010-08-25 math.AP
Optimal Control Problems for Evolutionary Variational Inequalities with Volterra type Operators
本文研究了一类Volterra型算子的发展包含的最优控制问题,该包含可以是历史依赖的.我们建立了一个解决方案的存在性规定的最优控制问题的一些假设下的数据输入。这项工作的动机来自于最优控制问题的变分不等式所产生的注射成型过程中的研究,接触力学,电润湿电介质的原则,和其他人。
2021-05-18 math.AP
Fractional optimal maximization problem and the unstable fractional obstacle problem
我们考虑一个最优重排最大化问题涉及分数拉普拉斯算子$(-Δ)^s$,$0<s<1$,和Gagliardo-Nirenberg算子$[u]_s$。我们证明了极大值的存在性,分析了它的性质,并证明了它满足某些$α>0$ $$(-Δ)^s u=χ_{\{u>α\}}.$$的不稳定分数障碍问题方程
2019-11-22 math.AP
Convergence of optimal control problems governed by second kind parabolic variational inequalities
考虑一类最优控制问题,其中控制变量由Neumann型边界条件给出。这个族由第二类抛物型变分不等式控制。我们证明了强收敛的最优控制和状态系统与这个家庭类似的最优控制问题。该工作解决了作者在IFIP TC7 CSMO 2011中遗留的问题。
2013-09-19 math.AP
Optimality in nonlocal time-dependent obstacle problems
本文研究非局部时变障碍问题中quasiconvex性对时间导数正则性和连续性条件的影响。
2026-01-15 math.AP