Pure Mathematics
Vol.
12
No.
07
(
2022
), Article ID:
54221
,
8
pages
10.12677/PM.2022.127134
带乘性噪声的时滞随机Kuramoto-Sivashinsky方程吸引子的存在
徐智恒1,刁玉存2
1伊犁师范大学应用数学研究所,新疆 伊犁
2伊犁师范大学数学与统计学院,新疆 伊犁
收稿日期:2022年6月18日;录用日期:2022年7月20日;发布日期:2022年7月27日
摘要
本文研究了带有乘性噪声的非自治随机时滞Kuramoto-Sivashinsky方程解的长时间行为。通过对解的一致估计,结合随机吸引子的存在性定理,证明了由该方程
所生成的随机动力系统吸引子的存在性。
关键词
时滞随机Kuramoto-Sivashinsky方程,随机吸引子,渐近紧性,乘性噪声
Pullback Attractors for Delay Non-Autonomous Stochastic Kuramoto-Sivashinsky Equation with Multiplicative Noise
Zhiheng Xu1, Yucun Diao2
1Institute of Applied Mathematics, Yili Normal University, Yili Xinjiang
2School of Mathematics and Statistics, Yili Normal University, Yili Xinjiang
Received: Jun. 18th, 2022; accepted: Jul. 20th, 2022; published: Jul. 27th, 2022
ABSTRACT
In this paper, we study the long time behavior of delay non-autonomous stochastic Kuramoto-Sivashinsky equation with multiplicative noise. We prove the existence of pullback attractors in the space
for the dynamical system generated by the equation above, by some uniform estimation, together with the existence theorem of pullback attractors.
Keywords:Delay Non-Autonomous Stochastic Kuramoto-Sivashinsky Equation, Pullback Attractors, Asymptotic Compactness, Multiplicative Noise
Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
1. 引言
D-拉回随机吸引子最早是由 [1] [2] 提出。其中 [1] 探讨了时滞随机抛物方程的拉回吸引子的存在性及其上半连续性,并为拉回吸引子的存在性提供了充分条件。 [2] 提供了充要条件。本文则是在文献 [3] [4] [5] 的基础上,讨论了带乘法噪声的时滞非自治随机Kuramoto-Sivanshinsky方程的拉回吸引子。
考虑如下带有时滞的非自治随机Kuramoto-Sivashinsky方程(1)的初边值问题:
其中f是非线性项,g是时滞项,W是定义在概率空间
上的双边实值Wiener过程。ρ > 0是系统的时滞,常数α满足
2. 连续随机动力系统
本节讨论了由方程(1)时滞随机Kuramoto-Sivanshinsky方程所生成的连续随机动力系统。
首先做一些书写符号上的约定。用
和
分别表示
空间上的范数和内积,
表示空间
上的范数。
对外力项f与时滞项g做如下假设:
H1.
H2.
令
则
其中
由于
,这里“
”表示Strotnnovitch积分,则代入可得(2)
由Galerkin逼近法(见参考文献 [6]),通过假设H1,H2可得对任意
,方程(2)存在唯一解
。因此可以定义一连续随机动力系统 [1]。
且存在正常数
使得
定义随机变量
则由遍历定理可得
存在Ω的不变子集使得
若集合D满足
则称D为后项缓增集。
3. 一致估计
为得到随机动力系统拉回吸收集的存在性,首先在空间
上进行估计。有如下引理
引理1 若假设H1,H2成立,则存在
,使得当t > T时,有
其中
与
由如下(3)式定义
证明:将(2)与
在空间
上做内积,并注意到
,得
由Young不等式
代入并整理,得
不等式左右两端同乘
,可得
在区间
上积分,可得
其中
由
的定义,可知
上述不等式左右两端同时除以
,可得
当
时
故存在T > 0,使得当t > T时,成立
从而
又由
对不等式右端第一项进行放缩
对不等式右端第二项进行放缩
同理对不等式右端第二项进行放缩
于是
此即为所证。
下将在空间
进行估计,再由
紧嵌入
,得到随机动力系统在空间
上的渐近紧性(见参考文献 [7])。
引理2 若假设H1,H2成立,则存在T > 0,使得当t > T时,有
其中
与
由(3)定义。
证明:
由Young不等式,可得
由Agmon不等式,可得
由假设H2可得
所以
将上式在
上积分,
再在
上积分,可得
注意到上述不等式右端第二项
于是
在
上积分,可得
证毕。
引理3 若假设H1,H2成立,则有
其中
与
由(3)定义。
证明:将(2)式与
在空间
上作内积,有
由Young不等式
由Agmon不等式
由假设H2
从而
积分
证毕。
4. 随机吸引子
定理1 假设H1,H2成立,则由(1)所生成的连续非自治随机动力系统Φ在空间
上存
在拉回吸引子。
证明由引理(1),引理(2) (3)分别得出了在空间
上拉回吸收集的存在性,以及该随机动力系统的拉回渐近紧性,故该随机动力系统存在空间
上的拉回吸引子( [1],引理(2))。
文章引用
徐智恒,刁玉存. 带乘性噪声的时滞随机Kuramoto-Sivashinsky方程吸引子的存在
Pullback Attractors for Delay Non-Autonomous Stochastic Kuramoto-Sivashinsky Equation with Multiplicative Noise[J]. 理论数学, 2022, 12(07): 1223-1230. https://doi.org/10.12677/PM.2022.127134
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