Infinite-Dimensional Dynamical Systems

An Introduction to Dissipative Parabolic PDEs and the Theory of Global Attractors

Author: James C. Robinson

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 9780521632041

Category: Mathematics

Page: 461

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This book develops the theory of global attractors for a class of parabolic PDEs which includes reaction-diffusion equations and the Navier-Stokes equations, two examples that are treated in detail. A lengthy chapter on Sobolev spaces provides the framework that allows a rigorous treatment of existence and uniqueness of solutions for both linear time-independent problems (Poisson's equation) and the nonlinear evolution equations which generate the infinite-dimensional dynamical systems of the title. Attention then switches to the global attractor, a finite-dimensional subset of the infinite-dimensional phase space which determines the asymptotic dynamics. In particular, the concluding chapters investigate in what sense the dynamics restricted to the attractor are themselves 'finite-dimensional'. The book is intended as a didactic text for first year graduates, and assumes only a basic knowledge of Banach and Hilbert spaces, and a working understanding of the Lebesgue integral.

Nonlinear PDEs: A Dynamical Systems Approach

Author: Guido Schneider,Hannes Uecker

Publisher: American Mathematical Soc.

ISBN: 1470436132

Category: Differential equations, Nonlinear

Page: 575

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This is an introductory textbook about nonlinear dynamics of PDEs, with a focus on problems over unbounded domains and modulation equations. The presentation is example-oriented, and new mathematical tools are developed step by step, giving insight into some important classes of nonlinear PDEs and nonlinear dynamics phenomena which may occur in PDEs. The book consists of four parts. Parts I and II are introductions to finite- and infinite-dimensional dynamics defined by ODEs and by PDEs over bounded domains, respectively, including the basics of bifurcation and attractor theory. Part III introduces PDEs on the real line, including the Korteweg-de Vries equation, the Nonlinear Schrödinger equation and the Ginzburg-Landau equation. These examples often occur as simplest possible models, namely as amplitude or modulation equations, for some real world phenomena such as nonlinear waves and pattern formation. Part IV explores in more detail the connections between such complicated physical systems and the reduced models. For many models, a mathematically rigorous justification by approximation results is given. The parts of the book are kept as self-contained as possible. The book is suitable for self-study, and there are various possibilities to build one- or two-semester courses from the book.

Applied Nonautonomous and Random Dynamical Systems

Applied Dynamical Systems

Author: Tomás Caraballo,Xiaoying Han

Publisher: Springer

ISBN: 3319492470

Category: Mathematics

Page: 108

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This book offers an introduction to the theory of non-autonomous and stochastic dynamical systems, with a focus on the importance of the theory in the Applied Sciences. It starts by discussing the basic concepts from the theory of autonomous dynamical systems, which are easier to understand and can be used as the motivation for the non-autonomous and stochastic situations. The book subsequently establishes a framework for non-autonomous dynamical systems, and in particular describes the various approaches currently available for analysing the long-term behaviour of non-autonomous problems. Here, the major focus is on the novel theory of pullback attractors, which is still under development. In turn, the third part represents the main body of the book, introducing the theory of random dynamical systems and random attractors and revealing how it may be a suitable candidate for handling realistic models with stochasticity. A discussion of future research directions serves to round out the coverage.

An Introduction to Semiflows

Author: Albert J. Milani,Norbert J. Koksch

Publisher: CRC Press

ISBN: 9781420035117

Category: Mathematics

Page: 386

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This book introduces the class of dynamical systems called semiflows, which includes systems defined or modeled by certain types of differential evolution equations (DEEs). It focuses on the basic results of the theory of dynamical systems that can be extended naturally and applied to study the asymptotic behavior of the solutions of DEEs. The authors concentrate on three types of absorbing sets: attractors, exponential attractors, and inertial manifolds. They present the fundamental properties of these sets, and then proceed to show the existence of some of these sets for a number of dynamical systems generated by well-known physical models. In particular, they consider in full detail two particular PDEEs: a semilinear version of the heat equation and a corresponding version of the dissipative wave equation. These examples illustrate the most important features of the theory of semiflows and provide a sort of template that can be applied to the analysis of other models. The material builds in a careful, gradual progression, developing the background needed by newcomers to the field, and culminating in a more detailed presentation of the main topics than found in most sources. The authors' approach to and treatment of the subject builds the foundation for more advanced references and research on global attractors, exponential attractors, and inertial manifolds.

Handbook of Dynamical Systems

Volume 1B

Author: A. Katok,B. Hasselblatt

Publisher: Elsevier

ISBN: 9780080478227

Category: Mathematics

Page: 1234

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This second half of Volume 1 of this Handbook follows Volume 1A, which was published in 2002. The contents of these two tightly integrated parts taken together come close to a realization of the program formulated in the introductory survey “Principal Structures of Volume 1A. The present volume contains surveys on subjects in four areas of dynamical systems: Hyperbolic dynamics, parabolic dynamics, ergodic theory and infinite-dimensional dynamical systems (partial differential equations). . Written by experts in the field. . The coverage of ergodic theory in these two parts of Volume 1 is considerably more broad and thorough than that provided in other existing sources. . The final cluster of chapters discusses partial differential equations from the point of view of dynamical systems.

Forthcoming Books

Author: Rose Arny

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: American literature

Page: N.A

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Rotordynamik

Eine Einführung

Author: R. Gasch,H. Pfützner

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662097869

Category: Technology & Engineering

Page: 188

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Während noch vor wenigen Jahrzehnten die Forschung auf dem Gebiet der Maschinendynamik hauptsächlich den Kolbenmaschinen galt, ist mittlerweile eine Akzentverschiebung zu den Maschinen mit ausschließlich rotierenden Teilen, wie Turbomaschinen und Elektro motoren eingetreten. Das hängt einmal damit zusammen, daß Gas turbinen, Turbopumpen, Turboverdichter und Elektromotoren Anwen dungsgebiete erobert haben, die früher Kolbenmaschinen vorbehalten waren. Außerdem sind durch das Bestreben, die Leistungsgewichte durch Drehzahlerhöhungen zu verringern, Probleme aufgetreten, wie beispiels weise Fragen der Laufstabilität, die früher ohne Bedeutung für die Praxis waren. Daher wurde die Forschung auf diesem Gebiet in den letzten Jahren intensiviert. In dieser Einführung in die Dynamik biegeelastischer Läufer haben wir versucht, die Fülle interessanter, oft sogar verblüffender Phänomene am einfachsten Rotormodell darzustellen. Wir haben uns auf die Behand lung des Laval-Läufers - der elastischen Welle mit aufgesetzter Scheibe - beschränkt, an dem sich bereits die wichtigsten Erscheinungen auf zeigen lassen. Da die Zahl der Freiheitsgrade niedrig ist, ist meist noch eine geschlossene Lösung der Bewegungsgleichungen möglich. Mit diesem Buch wenden wir uns an Studenten der Hochschulen und an Ingenieure in der Praxis. Wir hoffen, daß durch den sparsamen Ge brauch der höheren Mathematik das Verständnis auch dem Anfänger wesentlich erleichtert wird. Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf Fehler nehmen wir gern entgegen.

Selbstorganisation chemischer Strukturen

Arbeiten von Friedlieb Ferdinand Runge, Raphael Eduard Liesegang, Boris Pavlovich Belousov und Anatol Markovich Zhabotinsky

Author: Uwe Niedersen

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Chemical structure

Page: 112

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Differentialgleichungen und ihre Anwendungen

Author: Martin Braun

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642973418

Category: Mathematics

Page: 596

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Dieses richtungsweisende Lehrbuch für die Anwendung der Mathematik in anderen Wissenschaftszweigen gibt eine Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Fortran und APL-Programme geben den Studenten die Möglichkeit, verschiedene numerische Näherungsverfahren an ihrem PC selbst durchzurechnen. Aus den Besprechungen: "Die Darstellung ist überall mathematisch streng und zudem ungemein anregend. Abgesehen von manchen historischen Bemerkungen ... tragen dazu die vielen mit ausführlichem Hintergrund sehr eingehend entwickelten praktischen Anwendungen bei. ... Besondere Aufmerksamkeit wird der physikalisch und technisch so wichtigen Frage nach Stabilität von Lösungen eines Systems von Differentialgleichungen gewidmet. Das Buch ist wegen seiner geringen Voraussetzungen und vorzüglichen Didaktik schon für alle Studenten des 3. Semesters geeignet; seine eminent praktische Haltung empfiehlt es aber auch für alle Physiker, die mit Differentialgleichungen und ihren Anwendungen umzugehen haben." #Physikalische Blätter#

Bernhard Riemann 1826–1866

Wendepunkte in der Auffassung der Mathematik

Author: Detlef Laugwitz

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034889836

Category: Mathematics

Page: 348

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Das Riemannsche Integral lernen schon die Schüler kennen, die Theorien der reellen und der komplexen Funktionen bauen auf wichtigen Begriffsbildungen und Sätzen Riemanns auf, die Riemannsche Geometrie ist für Einsteins Gravitationstheorie und ihre Erweiterungen unentbehrlich, und in der Zahlentheorie ist die berühmte Riemannsche Vermutung noch immer offen. Riemann und sein um fünf Jahre jüngerer Freund Richard Dedekind sahen sich als Schüler von Gauss und Dirichlet. Um die Mitte des 19. Jahrhunderts leiteten sie den Übergang zur "modernen Mathematik" ein, der eine in Analysis und Geometrie, der andere in der Algebra mit der Hinwendung zu Mengen und Strukturen. Dieses Buch ist der erste Versuch, Riemanns wissenschaftliches Werk unter einem einheitlichen Gesichtspunkt zusammenzufassend darzustellen. Riemann gilt als einer der Philosophen unter den Mathematikern. Er stellte das Denken in Begriffen neben die zuvor vorherrschende algorithmische Auffassung von der Mathematik, welche die Gegenstände der Untersuchung, in Formeln und Figuren, in Termumformungen und regelhaften Konstruktionen als die allein legitimen Methoden sah. David Hilbert hat als Riemanns Grundsatz herausgestellt, die Beweise nicht durch Rechnung, sondern lediglich durch Gedanken zu zwingen. Hermann Weyl sah als das Prinzip Riemanns in Mathematik und Physik, "die Welt als das erkenntnistheoretische Motiv..., die Welt aus ihrem Verhalten im un- endlich kleinen zu verstehen."

Ludwig Prandtl Gesammelte Abhandlungen

zur angewandten Mechanik, Hydro- und Aerodynamik

Author: L. Prandtl

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 366211836X

Category: Technology & Engineering

Page: 1621

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Die Großen der Wissenschaft sind meist durch mmge besonders hervorragende Leistungen der Nachweit bekannt. Vielfach haben sie aber nicht nur bei der Klärung weniger ausgezeichneter Probleme Be deutendes geleistet, sondern dank ihrer breiten Interessenkreise und seltenen Begabung viele verschiedenartige Dinge in ungewöhnlichem Maße gefördert. Es ist bedauerlich, daß das meiste hiervon im Laufe der Zeit in Vergessenheit gerät. LunwmPRANDTL war einer von diesen ganz Großen. Es ist daher sehr dankbar zu begrüßen, wenn jetzt durch die Herausgabe seiner gesammelten Werke wenigstens das, was an schriftlichen Ergebnissen seiner Lebensarbeit vorliegt, der Nachwelt erhalten bleibt. Die Unterzeichneten hatten das Glück, die ganze Fülle dieser Arbeit in enger Fühlung mit ihm zu erleben und teilweise daran mitzuwirken. Wir sind uns bewußt, daß dieses schriftliche Erbe nur einen Teil dessen darstellt, was Lunwm PRA:NDTL der Wissenschaft gegeben hat. Nicht zuletzt waren es sein Beispiel und seine mannigfaltigen Anregungen, die zu den wissenschaftlichen Arbeiten vieler Fachgenossen aus aller Welt und insbesondere zu denen seiner zahlreichen Schüler und Mit~ arbeiterwesentliches beigetragen haben. Immerhin werden jedoch seine Gesammelten Werke ein Bild von den geistigen Wegen und von den ungewöhnlichen Leistungen dieses großen Forschers geben. Es ist zu hoffen, daß sie nicht nur Kenntnisse vermitteln, sondern auch nach folgenden Forschern ein Wegweiser und ein Ansporn für ihre Tätigkeit bei der Fortbildung der Wissenschaft und zum Wohle der Menschheit sein werden.

Manifolds and Modular Forms

Author: Friedrich Hirzebruch

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3663140458

Category: Mathematics

Page: 212

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Optimale Steuerung partieller Differentialgleichungen

Theorie, Verfahren und Anwendungen

Author: Fredi Tröltzsch

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322968448

Category: Mathematics

Page: 298

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Die mathematische Theorie der optimalen Steuerung hat sich im Zusammenhang mit Berechnungen für die Luft- und Raumfahrt schnell zu einem wichtigen und eigenständigen Gebiet der angewandten Mathematik entwickelt. Die optimale Steuerung durch partielle Differentialgleichungen modellierter Prozesse wird eine numerische Herausforderung der Zukunft sein. Sie erfordert die Analysis nichtlinearer partieller Differentialgleichungen, Optimierung im Funktionenraum, nichtlineare Funktionalanalysis sowie Optimierungsverfahren für extrem große Aufgaben. Im Buch werden entsprechende Grundlagen mit langsam steigendem Schwierigkeitsgrad entwickelt. Grundkenntnisse zu partiellen Differentialgleichungen und der Funktionalanalysis werden jeweils dort gebracht, wo sie konkret nötig sind. Das Buch enthält viele Beispiele und eignet sich als Grundlage für Vorlesungen und Seminare.