两类几何光学守恒律系统黎曼解的稳定性

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本文研究两类几何光学守恒律系统的黎曼解的稳定性问题.首先,分别利用粘性消失方法和初值扰动方法,建立了一类解耦的几何光学守恒律系统的狄拉克激波解,真空解以及复合波解的稳定性.其次,借助于特征线分析法,解决了一类耦合的几何光学守恒律系统的黎曼问题,获得了三类有趣的真空解和狄拉克激波解.然后在初值的一定假设下,证明了该系统的狄拉克激波解在粘性扰动下的稳定性.进一步地,证明了该系统的狄拉克激波解和真空解在初值扰动下的稳定性.第一章介绍几何光学守恒律系统的研究现状以及本文的研究工作.第二章首先简要地回顾解耦几何光学守恒律系统的黎曼解,包括狄拉克激波解,真空解以及复合波解.然后建立粘性扰动系统的解的存在性.进而证明该系统的黎曼解在粘性扰动下的稳定性.第三章解决耦合几何光学守恒律系统的黎曼问题,构造性地获得了三类黎曼解,其中两类由接触间断和真空构成;另外一类是狄拉克激波.在广义Rankine-Hugoniot条件和两类熵条件下,证明了狄拉克激波的存在唯一性.进一步地,在初值的一定假设下,建立了粘性正则化系统的解的存在性,并证明了狄拉克激波解的粘性扰动的稳定性.数值模拟结果准确地验证了理论分析.第四章考虑解耦几何光学守恒律系统的初值为三片常数的扰动黎曼问题.通过研究狄拉克激波、真空与接触间断之间的相互作用,获得了包括狄拉克激波、真空以及复合波的黎曼解.进而证明了当扰动参数趋向于零时,所构造的三片常数下的黎曼解趋向于初值为两片时的黎曼解.这说明该系统的狄拉克激波解、真空解以及复合波解在初值扰动下都是稳定的.数值模拟结果与理论分析相一致.第五章讨论耦合几何光学守恒律系统的初值为三片常数的扰动黎曼问题.首先,通过研究狄拉克激波、真空与接触间断之间的相互作用,获得了包括狄拉克激波和真空的黎曼解.其次,证明了当扰动参数趋向于零时,该系统的三片常数下的黎曼解收敛到了初值是两片常数时的黎曼解,这表明该系统的黎曼解在初值扰动下具有结构稳定性.数值模拟结果与理论分析相吻合.
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