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本文研究海洋大气科学中的准地转方程模型及其相关模型,利用奇异摄动理论的渐近展开方法、古典能量方法以及一些重要的不等式,如Cauchy-Schwarz不等式、H(o)lder不等式、Gagliardo-Nirenberg不等式、Poincaré不等式、Sobolev引理等,探讨浅水方程模型、准地转方程模型及其相关模型的适定性、正则性与渐近极限问题。 第1章绪论,主要介绍浅水方程模型和准地转运动模型的发展历史、研究进展以及本文的结构和主要研究内容。 第2章主要研究了一类准地转运动方程的获得,形式的从浅水方程导出准地转运动方程.通过标准的迭代方法获得了浅水方程的局部光滑解,并利用奇异摄动理论带小参数的渐近展开方法、渐近性分析方法从形式上推导出了各阶方程并给出各阶方程解的存在性。 由于在准地转运动方程(2-5)中出现新的一项()t△-1u来自于考虑流体的自由表面,不能照搬处理一般极限问题的做法,也没有现成的做法可供参考,所以研究过程中出现了一些技术上的困难.这里,主要利用渐近展开方法,并利用渐近性分析,直接构造了一个关于速度、高度的近似解,用奇异摄动理论带小参数的渐近展开方法、渐近性分析方法从形式上推导出了误差方程。 第3章继续研究一类广义准地转方程的非爆破问题,显示了当水平集具有某种双曲鞍点结构时,双曲线的渐近线所成的角度在有限时间内不可能是零并且不可能比一个指数函数增长更快,从而说明了解在有限时间是不可能爆破的;另一方面也研究了带有色散项的超临界准地转方程的正则性问题,对于充分小的常数Cα>0,当初始条件满足‖▽θ0‖1-2αL∞‖θ0‖2αL∞
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