劉愛(ài)麗 任蝶 鄒艷艷 舒級(jí)
摘要:證明帶有一般加性噪聲的分?jǐn)?shù)階復(fù)Ginzburg-Landau方程解的存在性與唯一性.首先通過(guò)一族正則函數(shù)逼近原方程,然后再建立逼近解的一致估計(jì),最后再通過(guò)極限過(guò)程證明方程的存在性和唯一性.
關(guān)鍵詞:Ginzburg-Landau方程; 一般加性噪聲; 分?jǐn)?shù)階拉普拉斯算子; 適定性
中圖分類(lèi)號(hào):O175.29? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? 文章編號(hào):1001-8395(2024)05-0682-07
doi:10.3969/j.issn.1001-8395.2024.05.014
本文考慮了如下定義在Rn上的分?jǐn)?shù)階隨機(jī)復(fù)Ginzburg-Landau方程解的適定性.給定α∈(0,1),對(duì)于t>0,
du(t)+(1+iγ)(-Δ)αu(t)dt+f(t,x,u(t))dt=(h(t,x,u(t))+g(t,x))dt+σ(t,w,u(t))dW,(1)
初始條件
u(0,x)=u0(x), x∈Rn,(2)
其中,(-Δ)α是分?jǐn)?shù)階拉普拉斯算子,f(t,x,u(t))=(1+iβ)|u(t)|2u(t)是非線性函數(shù),i是虛部,β,γ>0,h為未知的復(fù)值Lipschitz函數(shù),g∈L2loc(R;L2(Rn)),σ是一個(gè)局部Lipschitz非線性擴(kuò)散系數(shù),W是一個(gè)定義在完備濾子空間(Ω,F(xiàn),{Ft}t∈R,P)上的一個(gè)雙邊U-值柱形維納過(guò)程,其中{Ft}t∈R是遞增的右連續(xù)族,由包含了所有的零測(cè)度集的F -σ代數(shù)組成.
本文將研究隨機(jī)復(fù)分?jǐn)?shù)階Ginzburg-Landau方程在一般加性噪聲的擾動(dòng)下解的適定性,主要思想來(lái)源于文獻(xiàn)[1].分?jǐn)?shù)階拉普拉斯算子在物理學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[2-4].復(fù)Ginzburg-Landau方程被視為耗散情形下一種特殊的非線性Schrdinger方程,是數(shù)學(xué)物理中最重要的方程之一,具有非常豐富的物理背景和內(nèi)涵,例如Benard對(duì)流問(wèn)題[5],Taylor-Couette流動(dòng)[6],平面Poiseuille流[7],超導(dǎo)中的渦流問(wèn)題[8]等.分?jǐn)?shù)階Ginzburg-Landau方程是當(dāng)下熱門(mén)課題之一,許多數(shù)學(xué)家對(duì)它的物理性質(zhì)和數(shù)學(xué)理論都表現(xiàn)出極大的興趣和關(guān)注,目前已經(jīng)有很多研究成果[9-15].本文所研究的分?jǐn)?shù)階Ginzburg-Landau方程解的適定性在之前已經(jīng)有了很多研究[16-20].
1 預(yù)備知識(shí)
本節(jié)回顧了分?jǐn)?shù)階拉普拉斯算子的定義并介紹了所研究Ginzburg-Landau方程解的定義.
設(shè)S為Schwartz空間,它是由所有定義在Rn上的快速衰減函數(shù)所構(gòu)成的空間.對(duì)于0<α<1和u∈S,定義分?jǐn)?shù)階拉普拉斯算子(-Δ)α為
(-Δ)αu(x)dx=-12C(n,α)×∫Rnu(x+y)+u(x-y)-2u(x)|y|n+2αdy, x∈Rn,(3)
其中C(n,α)是一個(gè)正數(shù):
C(n,α)=α4αΓ(n+2α2)πn2Γ(1-α),(4)
其中,Γ是通常的Gamma函數(shù).由文獻(xiàn)[21]可知,對(duì)于所有的u∈S,
(-Δ)αu=F-1(|ξ|2α(Fu)), ξ∈Rn,?(5)
其中,F(xiàn)為傅里葉變換,F(xiàn)-1為傅里葉逆變換.
對(duì)于0<α<1,定義分?jǐn)?shù)階Sobolev空間Hα(Rn)為
Hα(Rn)={u∈L2(Rn):∫Rn∫Rn|u(x)-u(y)|2|x-y|n+2αdxdy<∞},
賦予其范數(shù):
‖u‖Hα(Rn)=(∫Rn|u(x)|2dx+∫Rn∫Rn|u(x)-u(y)|2|x-y|n+2αdxdy)12.
由文獻(xiàn)[21]可知
(‖u‖L2(Rn))+‖(-Δ)α2u‖2L2(Rn))12
是‖u‖Hα(Rn)的一個(gè)等價(jià)范數(shù).Hα(Rn)空間中的內(nèi)積被定義為
(u,v)Hα(Rn)=∫Rnu(x)v(x)dx+∫Rn∫Rn(u(x)-u(y))(v(x)-v(y))|x-y|n+2αdxdy,u,v∈Hα(Rn).
為了方便,記H=L2(Rn),V=Hα(Rn),H*和V*分別是H和V的對(duì)偶空間.L2(Rn)的范數(shù)與內(nèi)積記為‖·‖,(·,·).給定一個(gè)可分的Hilbert空間U,用L2(U,H)表示U到H的Hilbert-Schmidt算子所構(gòu)成的空間,記L2(U,H)的范數(shù)為‖·‖L2(U,H).本文對(duì)于任意的u,v∈C,(u,v)=∫Rnudx.
劉愛(ài)麗,等:一般加性噪聲擾動(dòng)的分?jǐn)?shù)階隨機(jī)復(fù)Ginzburg-Landau方程解的適定性
對(duì)于非線性擴(kuò)散系數(shù)σ,假設(shè)對(duì)于每一個(gè)固定的u∈H,σ(·,·,u):R×Ω→L2(U,H)是循序可測(cè)的.
對(duì)于漂移項(xiàng)h,假設(shè)h:R×Rn×C→C是連續(xù)的,使得對(duì)于所有的t>0,u1,u2∈C且x∈Rn,
h(t,x,0)=0,|h(t,x,u1)-h(t,x,u2)|≤ψ(t,x)|u1-u2|,(6)
其中ψ∈L∞loc([WTHZ]R[WT],L∞([WTHZ]R[WT]n)).
事實(shí)上,容易得到存在常數(shù)c>0使得對(duì)于所有的z1,z2∈C,
||z1|2z1-|z2|2z2|≤c(|z1|2+|z2|2)|z1-z2|.(7)
通過(guò)(7)式可知
‖|u|2u-|v|2v‖2≤2c2(‖u‖4+‖v‖4)‖u-v‖2, u,v∈H.(8)
現(xiàn)定義一個(gè)全局Lipschitz函數(shù)去逼近局部Lipschitz非線性項(xiàng)f,對(duì)于每一個(gè)n∈N,ξn:C→C:
ξn(s)=s,|s|≤n,ns|s|,|s|>n.
容易證得ξn:C→C是全局Lipschitz連續(xù)的.事實(shí)上,可以得到
|ξn(s1)-ξn(s2)|≤|s1-s2|,s1,s2∈C(9)
且
|ξn(s)|≤n, |ξn(s)|≤|s|, ∈C.(10)
令
fn(t,x,s)=f(t,x,ξn(s))=(1+iβ)|ξn(s)|2ξn(s),
于是給定n∈N,通過(guò)(7),(9)和(10)式可以發(fā)現(xiàn):對(duì)于s,s1,s2∈H,
‖(1+iβ)|ξn(s1)|2ξn(s1)-(1+iβ)|ξn(s2)|2ξn(s2)‖2≤4b2n4‖s1-s2‖2,(11)
其中b>0為一個(gè)常數(shù).
定義 1.1
令u0∈L2(Ω,H)是F0-可測(cè)的.若一個(gè)連續(xù)的H-值Ft-適應(yīng)的隨機(jī)過(guò)程u滿足,
u∈L2(Ω,C([0,T],H))∩L2(Ω,L2(0,T;V))∩L4(Ω,L4(0,T;L4(Rn))), T>0,(12)
使得對(duì)于所有的t≥0,ξ∈V∩L4(Rn),下面的式子在P-幾乎處處的條件下成立,
(u(t),ξ)+∫t0(1+iγ)((-Δ)α2,(-Δ)α2ξ)ds+∫t0(f(s,x,u(s)),ξ)dxds=(u0,ξ)+∫t0(h(s,·,u(s)),ξ)ds+∫t0(g(s),ξ)ds+∫t0(σ(s,u(s)),ξ)dW,(13)
其中隨機(jī)項(xiàng)中的ξ由Riesz表示定理看成是H*=H中的元,則稱u是方程(1)和(2)的一個(gè)解.
注 1.2
若u是(1)和(2)式在定義1.1意義下的一個(gè)解,則
(-Δ)αu∈L2(Ω,L2(0,T;V*)),f∈L43(Ω,L43(0,T;L43(Rn))).
因此,一個(gè)連續(xù)H-值的Ft-適應(yīng)的隨機(jī)過(guò)程u是(1)和(2)式在定義1.1的意義下的一個(gè)解當(dāng)且僅當(dāng)u滿足(12)式,且對(duì)所有的t≥0,下面的等式在
(V∩L4(Rn))*中成立且在P-幾乎處處的條件下成立,
u(t)+∫t0(1+iγ)(-Δ)αu(s)ds+∫t0f(s,·,u(s))ds=u0+∫t0h(s,·,u(s))ds+∫t0g(s)ds+∫t0σ(s,u(s))dW.(14)
因此(13)和(14)式是等價(jià)的.
2 一般加性噪聲情形的適定性
本節(jié)證明帶有一般加性噪聲的方程(1)和(2)的解的存在性與唯一性.更具體地說(shuō),設(shè)σ:R×Ω→L2(U,H)是一個(gè)循序可測(cè)的過(guò)程使得
σ∈L2(Ω,L2(0,T;L2(U,H))), T>0.(15)
于是考慮如下帶有一般加性噪聲的Ginzburg-Landau方程:
du(t)+(1+iγ)(-Δ)αu(t)dt+f(t,x,u(t))dt=h(t,x,u(t))dt+g(t,x)dt+σ(t,ω)dW,x∈Rn, t>0,(16)
初始條件
u(0,x)=u0(x), x∈Rn,(17)
其中,f(t,x,u(t))=(1+iβ)|u(t)|2u(t).
接下來(lái),將去證明方程(16)和(17)在條件(15)下解的存在性與唯一性.
定理 2.1
假設(shè)(6),(11)和(15)式成立且u0∈L2(Ω,H)是F0-可測(cè)的,則問(wèn)題(16)和(17)在定義1.1的意義下有唯一解u滿足:
‖u‖2L2(Ω,C([0,T],H))+‖u‖2L2(Ω,L2(0,T;V))+‖u‖4L4(Ω,L4(0,T;L4(Rn)))≤L(T)(1+‖u0‖2L2(Ω,H)+‖g‖2L2(0,T;H)+‖σ‖2L2(Ω,L2(0,T;L2(U,H)))),(18)
其中L(T)是只與T有關(guān)的正數(shù).
證明 此定理的證明分為以下四步完成.
1) 正則函數(shù)的逼近.在這一步中,通過(guò)一族正則函數(shù)來(lái)逼近(15)式中的σ,為了達(dá)到目的,選擇一個(gè)正整數(shù)h0使得h0>n8.于是對(duì)每個(gè)0<α<1,H2h0(Rn)L4(Rn)且H2h0(Rn)Hα(Rn).令V0=H2h0,于是有V0V且V0L4(Rn).給定k∈N,設(shè)σk=(I-1kΔ)-h0σ,則σk∈L2(0,T;L2(U,V0)).
通過(guò)文獻(xiàn)[22]中定理2.3可知,對(duì)于任意k∈N,存在唯一連續(xù)的H-值Ft-適應(yīng)的隨機(jī)過(guò)程uk,且uk∈L2(Ω,C([0,T],H))∩L2(Ω,L2(0,T;V))∩L4(Ω,L4(0,T;L4(Rn))),使得對(duì)于任意t≥0且ξ∈V∩L4(Rn),在P-幾乎處處的意義下有
(uk(t),ξ)+∫t0(1+iγ)((-Δ)α2uk(s),(-Δ)α2ξ)ds+∫t0(f(s,·,uk(s)),ξ)ds=(u0,ξ)+∫t0(h(s,·,uk(s)),ξ)ds+∫t0(g(s),ξ)ds+∫t0ξσk(s)dW(s).(19)
由文獻(xiàn)[22]可知,存在一個(gè)與k無(wú)關(guān)的正數(shù)c1=c1(t)使得對(duì)于任意的k∈N,
‖uk‖2L2(Ω,C([0,T],H))+‖uk‖2L2(Ω,L2(0,T;V))+‖uk‖4L4(Ω,L4(0,T;L4(Rn)))≤c1(1+‖u0‖2L2(Ω,H)+‖g‖2L2(0,T;H)+‖σk‖2L2(Ω,L2(0,T;L2(U,H)))).
根據(jù)算子(I-1kΔ)-h0的壓縮性,對(duì)所有k∈N,
‖uk‖2L2(Ω,C([0,T],H))+‖uk‖2L2(Ω,L2(0,T;V))+‖uk‖4L4(Ω,L4(0,T;L4(Rn)))≤c1(1+‖u0‖2L2(Ω,H)+‖g‖2L2(0,T;H)+‖σ‖2L2(Ω,L2(0,T;L2(U,H)))).(20)
由(20)式可得,對(duì)任意k∈N,
‖f(·,·,uk)‖43L43(Ω,L43(0,T;L43(Rn)))=∫T0∫Rn|(1+iβ)|uk(t)|2uk(t)|43dxdt≤c2∫T0∫Rn|uk(t)|4dxdt=c2‖uk‖4L4(0,T;L4(Rn))≤c3(1+‖u0‖2L2(Ω,H)+‖g‖2L2(0,T;H)+‖σ‖2L2(Ω,L2(0,T;L2(U,H)))).(21)
2) 逼近解的一致估計(jì).由文獻(xiàn)[22]中定理3.3的證明可知,對(duì)于任意的k∈N,(19)式的解uk可以通過(guò)下面在V*中的方程的解uk,n取極限得到
uk,n(t)+∫t0(1+iγ)(-Δ)αuk,n(s)ds+∫t0fn(s,·,uk,n(s))ds=∫t0h(s,·,uk,n(s))ds+u0+∫t0g(s)ds+∫t0σk(s)dW.(22)
故
uk1,n(t)-uk1,n(t)+∫t0(1+iγ)(-Δ)α(uk1,n(s)-uk2,n(s))ds+∫t0fn(s,·,uk1,n(s))-fn(s,·,uk2,n(s))ds=∫t0h(s,·,uk1,n(s))-h(s,·,uk2,n(s))ds+∫t0σk1(s)-σk2(s)dW.
對(duì)上式運(yùn)用伊藤公式并取實(shí)部可得
‖uk1,n(t)-uk1,n(t)‖2+2∫t0‖(-Δ)α2(uk1,n(s)-uk2,n(s))‖2ds=-2Re∫t0(fn(s,·,uk1,n(s))-fn(s,·,uk2,n(s)),uk1,n(s)-uk2,n(s))ds+2Re∫t0(h(s,·,uk1,n(s))-h(s,·,uk2,n(s)),uk1,n(s)-uk2,n(s))ds+∫t0‖σk1(s)-σk2(s)‖2L2(U,H)ds+2Re∫t0(uk1,n(s)-uk2,n(s),σk1(s)-σk2(s))dW.(23)
先處理(23)式右邊的第一項(xiàng).由(11)式可知
-2Re∫t0(fn(s,·,uk1,n(s))-fn(s,·,uk2,n(s)),uk1,n(s)-uk2,n(s))ds=-2Re∫t0((1+iβ)|ξn(uk1,n(s))|2ξn(uk1,n(s))-(1+iβ)|ξn(uk2,n(s))|2ξn(uk2,n(s)),uk1,n(s)-uk2,n(s))ds≤2∫t0‖(1+iβ)|ξn(uk1,n(s))|2ξn(uk1,n(s))-(1+iβ)|ξn(uk2,n(s))|2ξn(uk2,n(s))‖×‖uk1,n(s)-uk2,n(s)‖ds≤4bn2∫t0‖uk1,n(s)-uk2,n(s)‖2ds.(24)
再處理(23)式右邊的第二項(xiàng).由(6)式可知
2Re∫t0(h(s,·,uk1,n(s))-h(s,·,uk2,n(s)),uk1,n(s)-uk2,n(s))ds≤2∫t0∫Rnψ(t,x)|uk1,n(s)-uk2,n(s)|2dxds≤2‖ψ‖L∞(0,T;L∞(Rn))×∫t0‖uk1,n(s)-uk2,n(s)‖2ds.? (25)
將(24)和(25)式代入(23)式中可得
‖uk1,n(t)-uk1,n(t)‖2+2∫t0‖(-Δ)α2×(uk1,n(s)-uk2,n(s))‖2ds≤c4∫t0‖uk1,n(s)-uk2,n(s)‖2+∫t0‖σk1(s)-σk2(s)‖2L2(U,H)ds+2Re∫t0(uk1,n(s)-uk2,n(s),σk1(s)-σk2(s))dW.
再由Burkholder-Davis-Gundy不等式,對(duì)于T>0,存在與k1,k2,n無(wú)關(guān)的正數(shù)c5=c5(T)使得
E(sup0≤t≤T‖uk1,n(t)-uk2,n(t)‖2)+E(∫T0‖uk1,n(s)-uk2,n(s)‖2Vds≤c5E(∫T0‖σk1(s)-σk2(s)‖2L2(U,H)ds).(26)
由文獻(xiàn)[22]可知,存在Ω的一個(gè)子集Ω1,且P(Ω1)=1,使得對(duì)于每一個(gè)固定的k∈N和ω∈Ω1,當(dāng)n→∞時(shí),
在L∞(0,T;H)中,
uk,n(ω)w*uk(ω),(27)
在L2(0,T;V)中,
uk,n(ω)wuk(ω),(28)
在L4(0,T;L4(Rn)中,
ξ(uk,n)(ω)wuk(ω),(29)
在L43(0,T;L43(Rn)),
fn(·,·,uk,n(ω))ωf(·,·,uk(ω)).(30)
由(28)式可知
‖uk1(ω)-uk2(ω)‖2L2(0,T;V)≤lim infn→∞‖uk1,n(ω)-uk2,n(ω)‖2L2(0,T;V).
因此
E(‖uk1-uk2‖2L2(0,T;V))≤E(lim infn→∞‖uk1,n-uk2,n‖2L2(0,T;V)).
由(26)式和Fatou引理可知
E(‖uk1-uk2‖2L2(0,T;V))≤E(lim infn→∞‖uk1,n-uk2,n‖2L2(0,T;V))≤
c6E(∫T0‖σk1(s)-σk2(s)‖2L2(U,H)ds).(31)
類(lèi)似地,通過(guò)(27)式和Fatou引理可知
E(‖uk1-uk2‖2C([0,T],H))≤c6E(∫T0‖σk1(s)-σk2(s)‖2L2(U,H)ds).(32)
由于在L2(Ω,L2(0,T;L2(U,H)))中,當(dāng)k→∞時(shí),σk→σ,故{uk}∞k=1是L2(Ω,C([0,T],H))∩L2(Ω,L2(0,T;V))中的柯西列.因此,存在u∈L2(Ω,C([0,T],H))∩L2(Ω,L2(0,T;V))使得在L2(Ω,C([0,T],H))∩L2(Ω,L2(0,T;V))中,
limk→∞ uk=u,(33)
其中的u是一個(gè)連續(xù)的H-值Ft-適應(yīng)過(guò)程.
另一方面,通過(guò)(33)式可知,存在一個(gè)子列,使得對(duì)于幾乎處處的(ω,t,x)∈Ω×[0,T]×Rn,
uk→u.(34)
由(21)式可知,存在M∈L43(0,T;L43(Rn))使得在L43(0,T;L43(Rn))中,
f(·,·,uk)ωM.(35)
通過(guò)(34)和(35)式及Mazur定理可知M=f(·,·,u),因此在
L43(0,T;L43(Rn))中,f(·,·,uk)ωf(·,·,u).(36)
類(lèi)似地,通過(guò)(20)和(34)式可知在L4(0,T;L4(Rn))中,
uk→u.(37)
3) 逼近解的極限過(guò)程.給定φ∈L∞(Ω,Rn),ξ∈V∩L4(Rn),由(33)式,對(duì)任意t∈[0,T],
E((uk(t),ξ)φ)→E((u(t),ξ)φ).(38)
此外,通過(guò)(33)式可知,對(duì)于任意t∈[0,T],
E(φ∫t0(1+iγ)((-Δ)α2uk(s),(-Δ)α2ξ)ds)=E(∫t0(1+iγ)((-Δ)α2uk(s),1[0,t](s)φ(-Δ)α2ξ)ds)→
E(∫t0(1+iγ)((-Δ)α2u(s),1[0,t](s)φ(-Δ)α2ξ)ds)=E(φ∫t0(1+iγ)((-Δ)α2u(s),(-Δ)α2ξ)ds).(39)
類(lèi)似地,由(36)式可知,對(duì)于任意t∈[0,T],
E(φ∫t0(f(s,·,uk(s)),ξ)ds)→E(φ∫t0(f(s,·,u(s)),ξ)ds).(40)
又因?yàn)樵贚2(Ω,L2(0,T;L2(U,H)))中σk→σ,可得,對(duì)于任意t∈[0,T],
E(φ∫t0ξσk(s)dW(s))→E(φ∫t0ξσ(s)dW(s)).(41)
將方程(19)兩邊同時(shí)乘以φ,再取期望,令k→∞,于是由(6),(33)和(38)~(41)式可知,對(duì)于任意t∈[0,T],ξ∈V∩L4(Rn),
E(φ(u(t),ξ))+E(φ∫t0(1+iγ)((-Δ)α2u(s),(-Δ)α2ξ)ds)+E(φ∫t0(f(s,·,u(s)),ξ)ds)=E(φ(u0,ξ))+E(φ∫t0(1+iγ)((-Δ)α2u(s),(-Δ)α2ξ)ds)+E(φ∫t0(g(s),ξ)ds)+E(φ∫t0ξσ(s)dW(s)).(42)
由于φ∈L∞(Ω,R)是任意的,從(42)式可以推斷出,對(duì)于任意t∈[0,T],ξ∈V∩L4(Rn),存在Ω的子集Ω2且Ω2只與t和ξ有關(guān),P(Ω2)=0,使得對(duì)于任意的ω∈ΩΩ2,
(u(t),ξ)+∫t0(1+iγ)((-Δ)α2u(s),(-Δ)α2ξ)ds+∫t0(f(s,·,u(s)),ξ)dxds=(u0,ξ)+∫t0(h(s,·,u(s)),ξ)ds+∫t0(g(s),ξ)ds+∫t0ξσ(s)dW(s).(43)
注意到Ω2也許依賴于t∈[0,T],ξ∈V∩L4(Rn).由于空間V∩L4(Rn)是可分的且(43)式中的每一項(xiàng)對(duì)時(shí)間t都是連續(xù)的,因此,能夠找到一個(gè)不依賴于t和ξ的子集Ω2且P(Ω2)=0,使得(43)式對(duì)任意的ω∈ΩΩ2,t∈[0,T]且ξ∈V∩L4(Rn)成立.
最后,由(33)和(37)式可知
u∈L2(Ω,C([0,T],H))∩L2(Ω,L2(0,T;V))∩L4(Ω,L4(0,T;L4([WTHZ]R[WT]n))).(44)
此外,通過(guò)(20),(33)和(37)式可知
‖u‖2L2(Ω,C([0,T],H))+‖u‖2L2(Ω,L2(0,T;V))+‖u‖4L4(Ω,L4(0,T;L4(Rn)))≤c1(1+‖u0‖2L2(Ω,H)+‖g‖2L2(0,T;H)+‖σ‖2L2(Ω,L2(0,T;L2(U,H)))).(45)
4) 解的唯一性.假設(shè)u1和u2都是(16)和(17)式在定義1.1意義下的解,初值分別為u0,1和u0,2.設(shè)=u1-u2,于是有對(duì)任意的t∈[0,T]且ξ∈V∩L4(Rn),下面的式子在P-幾乎處處的意義下成立:
((t),ξ)+∫t0(1+iγ)((-Δ)α2(s),(-Δ)α2ξ)ds+∫t0(f(s,·,u1(s))-f(s,·,u2(s)),ξ)ds=(u0,1-u0,2,ξ)+∫t0(h(s,·,u1(s))-h(s,·,u2(s)),ξ)ds.(46)
同時(shí)有
ddt=-(1+iγ)(-Δ)α-f(·,·,u1)-f(·,·,u2)+h(·,·,u1)-h(·,·,u2).(47)
由(44),(47)式和文獻(xiàn)[23]可知,對(duì)于幾乎所有的t∈[0,T],
ddt‖(t)‖2=-2‖(-Δ)α2(t)‖2-2Re(f(·,·,u1(t))-f(·,·,u2(t)),(t))+2Re(h(·,·,u1(t))-h(·,·,u2(t)),(t)).(48)
先處理(47)式右邊第二項(xiàng):
-2Re(f(·,·,u1(t))-f(·,·,u2(t)),(t))=-2Re((1+iβ)|u1(t)|2u1(t)-(1+iβ)|u2(t)|2u2(t),u1(t)-u2(t))≤21+β2c2(‖u1(t)‖4+‖u2(t)‖4)‖(t)‖2+1+β2‖(t)‖2.(49)
再處理(47)式右邊的第三項(xiàng):
2Re(h(·,·,u1(t))-h(·,·,u2(t)),(t))≤2∫Rn|h(t,x,u1(t))-h(t,x,u2(t))||(t)|dx≤2∫Rnψ(t,x)|(t)|2dx≤2‖ψ‖L∞(0,T;L∞(Rn))‖(t)‖2.
由(47)~(49)式和Gronwall不等式可知
‖(t)‖2≤e21+β2c2(‖u1(t)‖4+‖u2(t)‖4)+c7×‖0,1-0,2‖2.
從而有
E(‖(t)‖2)≤e21+β2c2(‖u1(t)‖4+‖u2(t)‖4)+c7E(‖0,1-0,2‖2).
唯一性得證.
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Well-posedness of Fractional Stochastic Complex Ginzburg-Landau Equation
Driven by General Additive Noise
LIU Aili1,2, REN Die1,2, ZOU Yanyan1,2, SHU Ji1,2
(1. School of Mathematical Science, Sichuan Normal University, Chengdu 610066, Sichuan;2. V.C. & V.R. Key Lab, Sichuan Normal University, Chengdu 610066, Sichuan)
Abstract:This paper deals with the well-posedness of the solutions of the fractional complex Ginzburg-Landau equation driven by general additive noise. We first approximate the drift coefficient by regular drift terms and construct a sequence of approximate solutions. Then we derive uniform estimates and prove the limit of the approximate solutions is a solution of the original equation. Finally, we show the uniqueness of solutions.
Keywords:Ginzburg-Landau equation; general additive noise; fractional Laplacian; well-posedness2020 MSC:35B44; 60H15
(編輯 周 ?。?/p>
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(12326414)和四川省科技廳項(xiàng)目(2023NSFSC0076)
*通信作者簡(jiǎn)介:舒 級(jí)(1976—),男,教授,博導(dǎo),主要從事隨機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和偏微分方程的研究,E-mail:shuji2008@hotmail.com
引用格式:劉愛(ài)麗,任蝶,鄒艷艷,等. 一般加性噪聲擾動(dòng)的分?jǐn)?shù)階隨機(jī)復(fù)Ginzburg-Landau方程解的適定性[J]. 四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2024,47(5):682-688.