Global ETD Search

11	Existence and Stability of Periodic Waves in the Fractional Korteweg-de Vries Type Equations Le, Uyen January 2021 (has links) This thesis is concerned with the existence and spectral stability of periodic waves in the fractional Korteweg-de Vries (KdV) equation and the fractional modified Korteweg-de Vries (mKdV) equation. We study the existence of periodic travelling waves using various tools such as Green's function for fractional Laplacian operator, Petviashvili fixed point method, and a new variational characterization in which the periodic waves in fractional KdV and fractional mKdV are realized as the constrained minimizers of the quadratic part of the energy functional subject to fixed L3 and L4 norm respectively. This new variational framework allows us to identify the existence region of periodic travelling waves and to derive the criterion for spectral stability of the periodic waves with respect to perturbations of the same period. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)
12	Contributions aux problèmes d'évolution Fino, Ahmad 01 February 2010 (has links) (PDF) Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude de trois équations aux dérivées partielles et d'évolution non-locales en espace et en temps. Les solutions de ces trois solutions peuvent exploser en temps fini. Dans une première partie de cette thèse, nous considérons l'équation de la chaleur nonlinéaire avec une puissance fractionnaire du laplacien, et obtenons notamment que, dans le cas d'exposant sur-critique, le comportement asymptotique de la solution lorsque $t\rightarrow+\infty$ est déterminé par le terme de diffusion anormale. D'autre part, dans le cas d'exposant sous-critique, l'effet du terme non-linéaire domine. Dans une deuxième partie, nous étudions une équation parabolique avec le laplacien fractionnaire et un terme non-linéaire et non-local en temps. On montre que la solution est globale dans le cas sur-critique pour toute donnée initiale ayant une mesure assez petite, tandis que dans le cas sous-critique, on montre que la solution explose en temps fini $T_{\max}>0$ pour toute condition initiale positive et non-triviale. Dans ce dernier cas, on cherche le comportement de la norme $L^1$ de la solution en précisant le taux d'explosion lorsque $t$ s'approche du temps d'explosion $T_{\max}.$ Nous cherchons encore les conditions nécessaires à l'existence locale et globale de la solution. Une toisième partie est consacré à une généralisation de la deuxième partie au cas de systèmes $2\times 2$ avec le laplacien ordinaire. On étudie l'existence locale de la solution ainsi qu'un résultat sur l'explosion de la solution avec les mêmes propriétés étudiées dans le troisième chapitre. Dans la dernière partie, nous étudions une équation hyperbolique dans $\mathbb{R}^N,$ pour tout $N\geq2,$ avec un terme non-linéaire non-local en temps. Nous obtenons un résultat d'existence locale de la solution sous des conditions restrictives sur les données initiales, la dimension de l'espace et les exposants du terme non-linéaire. De plus on obtient, sous certaines conditions sur les exposants, que la solution explose en temps fini, pour toute condition initiale ayant de moyenne strictement positive. [MATH] Mathematics Large time Parabolic equation local and global existence mild and weak solutions blow-up blow-up rate maximal regularity interior regularity Schauder's estimates critical exponent fractional Laplacian Parabolic system Hyperbolic equation Strichartz estimate
13	Krylov subspace methods for approximating functions of symmetric positive definite matrices with applications to applied statistics and anomalous diffusion Simpson, Daniel Peter January 2008 (has links) Matrix function approximation is a current focus of worldwide interest and finds application in a variety of areas of applied mathematics and statistics. In this thesis we focus on the approximation of A..=2b, where A 2 Rnn is a large, sparse symmetric positive definite matrix and b 2 Rn is a vector. In particular, we will focus on matrix function techniques for sampling from Gaussian Markov random fields in applied statistics and the solution of fractional-in-space partial differential equations. Gaussian Markov random fields (GMRFs) are multivariate normal random variables characterised by a sparse precision (inverse covariance) matrix. GMRFs are popular models in computational spatial statistics as the sparse structure can be exploited, typically through the use of the sparse Cholesky decomposition, to construct fast sampling methods. It is well known, however, that for sufficiently large problems, iterative methods for solving linear systems outperform direct methods. Fractional-in-space partial differential equations arise in models of processes undergoing anomalous diffusion. Unfortunately, as the fractional Laplacian is a non-local operator, numerical methods based on the direct discretisation of these equations typically requires the solution of dense linear systems, which is impractical for fine discretisations. In this thesis, novel applications of Krylov subspace approximations to matrix functions for both of these problems are investigated. Matrix functions arise when sampling from a GMRF by noting that the Cholesky decomposition A = LLT is, essentially, a `square root' of the precision matrix A. Therefore, we can replace the usual sampling method, which forms x = L..T z, with x = A..1=2z, where z is a vector of independent and identically distributed standard normal random variables. Similarly, the matrix transfer technique can be used to build solutions to the fractional Poisson equation of the form n = A..=2b, where A is the finite difference approximation to the Laplacian. Hence both applications require the approximation of f(A)b, where f(t) = t..=2 and A is sparse. In this thesis we will compare the Lanczos approximation, the shift-and-invert Lanczos approximation, the extended Krylov subspace method, rational approximations and the restarted Lanczos approximation for approximating matrix functions of this form. A number of new and novel results are presented in this thesis. Firstly, we prove the convergence of the matrix transfer technique for the solution of the fractional Poisson equation and we give conditions by which the finite difference discretisation can be replaced by other methods for discretising the Laplacian. We then investigate a number of methods for approximating matrix functions of the form A..=2b and investigate stopping criteria for these methods. In particular, we derive a new method for restarting the Lanczos approximation to f(A)b. We then apply these techniques to the problem of sampling from a GMRF and construct a full suite of methods for sampling conditioned on linear constraints and approximating the likelihood. Finally, we consider the problem of sampling from a generalised Matern random field, which combines our techniques for solving fractional-in-space partial differential equations with our method for sampling from GMRFs. Stieltjes transform
14	Contributions aux équations d'évolution frac-différentielles / Contributions to frac-differential evolution equations Lassoued, Rafika 08 January 2016 (has links) Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux équations différentielles fractionnaires. Nous avons commencé par l'étude d'une équation différentielle fractionnaire en temps. Ensuite, nous avons étudié trois systèmes fractionnaires non linéaires ; le premier avec un Laplacien fractionnaire et les autres avec une dérivée fractionnaire en temps définie au sens de Caputo. Dans le premier chapitre, nous avons établi les propriétés qualitatives de la solution d'une équation différentielle fractionnaire en temps qui modélise l'évolution d'une certaine espèce. Plus précisément, l'existence et l'unicité de la solution globale sont démontrées pour certaines valeurs de la condition initiale. Dans ce cas, nous avons obtenu le comportement asymptotique de la solution en t^α. Sous une autre condition sur la donnée initiale, la solution explose en temps fini. Le profil de la solution et l'estimation du temps d'explosion sont établis et une confirmation numérique de ces résultats est présentée. Les chapitres 4, 5 et 6 sont consacrés à l'étude théorique de trois systèmes fractionnaires : un système de la diffusion anormale qui décrit la propagation d'une épidémie infectieuse de type SIR dans une population confinée, le Brusselator avec une dérivée fractionnaire en temps et un système fractionnaire en temps avec une loi de balance. Pour chaque système, on présente l'existence globale et le comportement asymptotique des solutions. L'existence et l'unicité de la solution locale pour les trois systèmes sont obtenues par le théorème de point fixe de Banach. Cependant, le comportement asymptotique est établi par des techniques différentes : le comportement asymptotique de la solution du premier système est démontré en se basant sur les estimations du semi-groupe et le théorème d'injection de Sobolev. Concernant le Brusselator fractionnaire, la technique utilisée s'appuie sur un argument de feedback. Finalement, un résultat de régularité maximale est utilisé pour l'étude du dernier système. / In this thesis, we are interested in fractional differential equations. We begin by studying a time fractional differential equation. Then we study three fractional nonlinear systems ; the first system contains a fractional Laplacian, while the others contain a time fractional derivative in the sense of Caputo. In the second chapter, we establish the qualitative properties of the solution of a time fractional equation which describes the evolution of certain species. The existence and uniqueness of the global solution are proved for certain values of the initial condition. In this case, the asymptotic behavior of the solution is dominated by t^α. Under another condition, the solution blows-up in a finite time. The solution profile and the blow-up time estimate are established and a numerical confirmation of these results is presented. The chapters 4, 5 and 6 are dedicated to the study of three fractional systems : an anomalous diffusion system which describes the propagation of an infectious disease in a confined population with a SIR type, the time fractional Brusselator and a time fractional reaction-diffusion system with a balance law. The study includes the global existence and the asymptotic behavior. The existence and uniqueness of the local solution for the three systems are obtained by the Banach fixed point theorem. However, the asymptotic behavior is investigated by different techniques. For the first system our results are proved using semi-group estimates and the Sobolev embedding theorem. Concerned the time fractional Brusselator, the used technique is based on an argument of feedback. Finally, a maximal regularity result is used for the last system. Calcul fractionnaire Dérivée fractionnaire Laplacien fractionnaire Système de réaction-diffusion Équation différentielle fractionnaire Solution explosive Temps d'explosion Existence globale Comportement asymptotique Fractional calculus Fractional derivative Fractional Laplacian Reaction-diffusion system Fractional differential equation Blowing-up solution Blow-up time Global existence Asymptotic behavior
15	Equations aux dérivées fractionnaires : propriétés et applications / Fractional differential equations : properties and applications Hnaien, Dorsaf 21 September 2015 (has links) Notre objectif dans cette thèse est l'étude des équations différentielles non linéaires comportant des dérivées fractionnaires en temps et/ou en espace. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps à l'étude de deux systèmes non linéaires d'équations différentielles fractionnaires en temps et/ou en espace, puis à l'étude d'une équation différentielle fractionnaire en temps. Plus exactement pour la première partie, les questions concernant l'existence globale et le comportement asymptotique des solutions d'un système non linéaire d'équations différentielles comportant des dérivées fractionnaires en temps et en espace sont élucidées. Les techniques utilisées reposent sur des estimations obtenues pour les solutions fondamentales et la comparaison de certaines inégalités fractionnaires. Toujours dans la première partie, l'étude d'un système non linéaire d'équations de réaction-diffusion avec des dérivées fractionnaires en espace est abordée. L'existence locale et l'unicité des solutions sont prouvées à l'aide du théorème du point fixe de Banach. Nous montrons que les solutions sont bornées et analysons leur comportement à l'infini. La deuxième partie est consacrée à l'étude d'une équation différentielle fractionnaire non linéaire. Sous certaines conditions sur la donnée initiale, nous montrons que la solution est globale alors que sous d'autres, elle explose en temps fini. Dans ce dernier cas, nous donnons son profil ainsi que des estimations bilatérales du temps d'explosion. Alors que pour la solution globale nous étudions son comportement asymptotique. / Our objective in this thesis is the study of nonlinear differential equations involving fractional derivatives in time and/or in space. First, we are interested in the study of two nonlinear time and/or space fractional systems. Our second interest is devoted to the analysis of a time fractional differential equation. More exactly for the first part, the question concerning the global existence and the asymptotic behavior of a nonlinear system of differential equations involving time and space fractional derivatives is addressed. The used techniques rest on estimates obtained for the fundamental solutions and the comparison of some fractional inequalities. In addition, we study a nonlinear system of reaction-diffusion equations with space fractional derivatives. The local existence and the uniqueness of the solutions are proved using the Banach fixed point theorem. We show that the solutions are bounded and analyze their large time behavior. The second part is dedicated to the study of a nonlinear time fractional differential equation. Under some conditions on the initial data, we show that the solution is global while under others, it blows-up in a finite time. In this case, we give its profile as well as bilateral estimates of the blow-up time. While for the global solution we study its asymptotic behavior. Calcul fractionnaire Laplacien fractionnaire Existence locale et globale Comportement asymptotique Fonctions de Mittag-Leffler Solutions explosives Temps d'explosion Fractional calculus Caputo's fractional derivative Fractional Laplacian Local and global existence Asymptotic behavior Mittag-Leffler’s functions Blowing-up solutions Blow-up time
16	Contributions aux équations d'évolutions non locales en espace-temps / Contributions to non local evolution equations in space-time Dannawi, Ihab 11 September 2015 (has links) Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude de quatre équations d'évolution non-locales. Les solutions de ces quatre équations peuvent exploser en temps fini. Dans la théorie des équations d'évolution non-linéaires, une solution est qualifiée de globale si elle est définie pour tout temps positif. Au contraire, si une solution existe seulement sur un intervalle de temps [0; T) borné, elle est dite locale. Dans ce dernier cas et quand le temps maximal d'existence est relié à une alternative d'explosion, on dit aussi que la solution explose en temps fini. Dans un premier travail, nous considérons l'équation de Schrödinger non-linéaire avec une puissance fractionnaire du laplacien, et nous obtenons l'explosion de la solution en temps fini Tmax > 0 pour toute condition initiale positive et non-triviale dans le cas d'exposant sous-critique. Ensuite, nous étudions une équation des ondes amorties avec un potentiel d'espace-temps et un terme non-linéaire et non-local en temps. Nous obtenons un résultat d'existence locale d'une solution dans l'espace d'énergie sous des conditions restrictives sur les données initiales, la dimension de l'espace et la croissance du terme non-linéaire. De plus, nous obtenons l'explosion de la solution en temps fini pour toute condition initiale de moyenne strictement positive. De plus, nous étudions un problème de Cauchy pour l'équation d'évolution avec un p- Laplacien avec une non linéarité non-locale en temps. Dans ce cadre, nous nous intéressons à l'étude de l'existence locale d'une solution de cette équation ainsi qu'un résultat de non-existence de solution globale. Finalement, nous étudions l'intervalle maximal d'existence des solutions de l'équation des milieux poreux avec un terme non-linéaire non-local en temps. / In this thesis, we study four non-local evolution equations. The solutions of these four equations can blow up in finite time. In the theory of nonlinear evolution equations, a solution is qualified as global if it isdefined for any time. Otherwise, if a solution exists only on a bounded interval [0; T), it is called local solution. In this case and when the maximum time of existence is related to a blow up alternative, we say that the solution blows up in finite time. First, we consider the nonlinear Schröodinger equation with a fractional power of the Laplacien operator, and we get a blow up result in finite time Tmax > 0 for any non-trivial non-negative initial condition in the case of sub-critical exponent. Next, we study a damped wave equation with a space-time potential and a non-local in time non-linear term. We obtain a result of local existence of a solution in the energy space under some restrictions on the initial data, the dimension of the space and the growth of nonlinear term. Additionally, we get a blow up result of the solution in finite time for any initial condition positive on average. In addition, we study a Cauchy problem for the evolution p-Laplacien equation with nonlinear memory. We study the local existence of a solution of this equation as well as a result of non-existence of global solution. Finally, we study the maximum interval of existence of solutions of the porous medium equation with a nonlinear non-local in time term. Equations de Schrödinger Explosion en temps fini Laplacien Fractionnaire Equation d'onde amortie non linéaire Exposant sous critique Problème de Cauchy Equation de p-Laplacien Existence locale Non existence globale Equation hyperpolique Solutions douces et faibles Estimation de Strichartz Schrödinger equations Blow-up Fractional Laplacian Nonlinear damped wave equation Subcritical potential Cauchy problem P-Laplacian equation Local existence Global nonexistence Hyperbolic equation Mild and weak solutions Strichartz estimate
17	Fully linear elliptic equations and semilinear fractionnal elliptic equations Chen, Huyuan 10 January 2014 (has links) Cette thèse est divisée en six parties. La première partie est consacrée à l'étude de propriétés de Hadamard et à l'obtention de théorèmes de Liouville pour des solutions de viscosité d'équations aux dérivées partielles elliptiques complètement non-linéaires avec des termes de gradient, ... / This thesis is divided into six parts. The first part is devoted to prove Hadamard properties and Liouville type theorems for viscosity solutions of fully nonlinear elliptic partial differential equations with gradient term ... Propriété d'Hadamard Théorème de typr Liouville Solutions de ciscosité Laplacien fractionnaire Existence Unicité Comportement asymptotique Grandes solutions Mesures de Radon Mesure de Dirac Noyau de Green Capacité de Bessel Singularités isolées Solutions faibles Singularité faible Singularité forte Hadamard property Liouville type theorem Viscosity solution Fully nonlinear elliptic PDE Fractional Laplacian Existence Uniqueness Asymptotic behavior Blow-up solution Radon measure Dirac mass Green kernel Bessel capacities Isolated singularity Weak solution Weak singular solution Strong singular solution Propiedad de Hadamard Teorema del tipo de Liouville Soluciones Viscosas EDP elípticas completamente no lineales Laplaciano fraccionario Existencia, Unicidad Comportamiento asimptótico Soluciones blow-up Medida de Radon Masa de Dirac Núcleo de Green Capacidades de Bessel Singularidad aislada Soluciones débiles Soluciones singulares débiles Soluciones singulares fuertes

Page generated in 0.0871 seconds