quasilinear partial differential equation

準線形偏微分方程式について

  • 短い資料はこちら
  • 偏微分方程式において、高階の導関数と低階の導関数がごちゃごちゃ混ざっている。
  • その混ざり方によって分類したい
    • なぜなら、ある類には良い性質があり、それを用いて解析的に解けるから
  • その類の1つに、quasilinear PDEというものがある。
  • 判定基準は、
    • 最も高階の導関数が線形に現れる。
    • 具体例を考える
    • 波動方程式は、2階が最高で、かつ、それが重ね合わせの形で出ている
    • 反応拡散方程式(のうち、シンプルな、ロジスティック増殖と拡散項からなるもの)は、ラプラシアンによる2階の導関数が、線形に現れている。
  • すると、どうやって解くかが気になる。
  • 色々資料はある。例えばこちら。
    •  a(x,y,u) \frac{\partial u}{\partial x} + b(x,y,u) \frac{\partial u}{\partial y} = f(x,y,u)
    • これは良い感じに、割り算して、定数となる式を求めて、
    • あとは任意の関数でそれらの定数をくっつける。
    • 細かいことは資料を参照のこと。

 

流体の計算において、時間についての微分と、空間についての微分が、線形に現れる場合、このquasilinear PDEの形になるケースが少なくない。

 

すると、これを使える余地がある。