带Hall项的一类磁流体力学方程组解的性态分析

带Hall项的一类磁流体力学方程组解的性态分析本文研究一类带Hall项的磁流体力学方程组,包括带正常扩散的不可压

Hall-MHD方程组、带反常扩散即分数阶耗散的广义Hall-MHD方程组及带分数阶耗散的广义两相流MHD方程组等.Hall项被认为是发生在大型磁剪切中磁重联现象的一个本质特征,能很好地描述地球物理、天体物理、等离子体物理中的物理现象.本文讨论了这类方程的适定性和解的长时间行为,并给出了一些解在有限时间爆破的判别准则.首先,我们研究三维带电阻的粘性不可压Hall-MHD方程组的Cauchy问题:利用Holder不等式,估值空间Hs(R3)(s>3/2)的代数性

质,Young不等式,我们证明了该初值问题在低正则Sobolev空间

Hs(R3)(3/2<s ≤2/5)中强解的局部适定性.在证明方法中,合理有效的交换子估计和Sobolev嵌入关系对处理该方程组中Hall项的强非线性性和降低正则指标起到了关键作用.进一步,我们证明了该Cauchy问题小初值解的全局存在性.针对三维带电阻的粘性不可压广义Hall-MHD方程组的Cauchy问题:首先,在做磁场的高阶正则估计时,通过分部积分转移掉对流项中的一阶导数,然后利用

Kato-Ponce交换子估计和Sobolev嵌入关系,我们证明了小初值解的全局存在性,并将文献中的耗散指标α,β从α = β∈(1,6]扩大到α = β∈(1,3/2).进一步,我们讨论了耗散指标α = β∈[1,5/4)时,相应解的长时间行为.其次,我们考虑三维带电阻的粘性不可压广义Hall-MHD方程组Cauchy问题解的爆破准则.利用Fourier局部化技术,Bony仿积分解,Sobolev嵌入,插值不等式和Young不等式等分析技巧,我们得到了在更一般的函数空间-Besov空间中局部解的爆破

准则.最后,我们考虑三维不可压的广义two-fluid MHD方程组的Cauchy问题:首先通过交换子估计,Sobolev嵌入,插值不等式,Young不等式,我们证明了α =β∈(1,3/2)时,初值在低正则Sobolv空间Hm(R3)× Hm+1(R3),m>7/2-2α中系统解的局部存在性.其次,通过Fourier局部化技术和交换子估计,我们获得了局部解在t = T时刻的正则准则.