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Solutions classiques de l'équation de Boltzmann avec donnée initiale irrégulière

Classical solutions of the Boltzmann equation with irregular initial data

Christopher HENDERSON, Stanley SNELSON, Andrei TARFULEA
Solutions classiques de l'équation de Boltzmann avec donnée initiale irrégulière
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  • Année : 2025
  • Fascicule : 1
  • Tome : 58
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Anglais
  • Class. Math. : 35Q20; 35Q82, 35A09, 82C40, 35R09
  • Pages : 107-201
  • DOI : 10.24033/asens.2603

Cet article étudie l'équation de Boltzmann inhomogène en espace sans troncature angulaire. En supposant la donnée initiale mesurable et bornée à décroissance  polynomiale d'ordre limité en la variable de vitesse, on construit une solution classique. Aucune hypothèse de positivité stricte de la donnée initiale n'est nécéssaire, mais le résultat repose sur une hypothèse locale de positivité stricte sur une petite boule dans l'espace des phases. On obtient l'existence de solutions faibles en relâchant les hypothèses de décroissance et de positivité.

La question d'unicité est rendue difficile car la régularité des solutions peut dégénérer quand $t$ tend vers $0$. On établit  l'unicité faible-forte sous l'hypothèse supplémentaire pour la donnée initiale: absence de région vide et continuité de Hölder.

En application du résultat d'existence en temps court, on prouve l'existence globale près d'un équilibre pour une donnée initiale mesurable qui décroit polynomialement en la vitesse.

 

This article considers the spatially inhomogeneous, non-cutoff Boltzmann equation. We construct a large-data classical solution given bounded, measurable initial data with uniform polynomial decay of mild order in the velocity variable. Our result requires no assumption of strict positivity for the initial data, except locally in some small ball in phase space. We also obtain existence results for weak solutions when our decay and positivity assumptions for the initial data are relaxed.

Because the regularity of our solutions may degenerate as $t$ tends to $0$, uniqueness is a challenging issue. We establish weak-strong uniqueness under the additional assumption that the initial data possesses no vacuum regions and is Hölder continuous.

As an application of our short-time existence theorem, we prove global existence near equilibrium for bounded, measurable initial data that decays at a finite polynomial rate in velocity.

Équation de Boltzmann, solutions classiques, donnée initiale irrégulière
Boltzmann equation, classical solutions, rough initial data

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