Integral manifolds of singularly perturbed systems of impulsive differential equations defined on tori

Sufficient conditions are obtained for the existence of integral manifolds of singularly perturbed systems of impulsive differential equations defined on tori, and some of their properties are investigated.

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Sunto Si presentano condizioni sufficienti a garantire l’esistenza di varietà integrali per sistemi, perturnati singolarmente, di equazioni differenziali impulsive su un toro. Si studiano inolte alcune loro proprietà.

     

On a special symmetric form of the hydrodynamic superfluid equations

Summary A particular case of Landau's superfluid equations is investigated by assuming as viewpoint the theory of the symmetric hyperbolic systems with constraints. Some results on the symmetrization and hyperbolicity are obtained; then they are compared with those of the general case, studied in a previous paper [5].

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Sunto Si studia un caso particolare delle equazioni di Landau del superfluido dal punto di vista della teoria dei sistemi iperbolici quasi lineari con vincoli. Si ottengono alcuni risultati sulla simmetrizzazione e sulla iperbolicità del sistema di equazioni; tali risultati sono poi confrontati con quelli già ottenuti, nel caso generale, in un lavoro precedente [5].

     

Su alcuni sistemi di equazioni integrodifferenziali (*)

Sunto Si studiano alcune classi di sistemi di equazioni integrodifferenziali stabilendo condizioni sufficienti per l'esistenza di soluzioni in senso generalizzato, con dati al contorno sommabili, che estendono alcuni noti risultati relativi a certe classi di sistemi di equazioni alle derivate parziali. In particolare sono anche estesi alcuni noti risultati sull'esistenza di soluzioni per il problema diDarboux per una equazione del secondo ordine di tipo iperbolico.

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Summary The existence of solutions of a certain type is shown for a class of integro-differential equations with L-integrable data. The results include the existence of generalized solutions of theDarboux problem for second order hyperbolic equations.

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Lavoro eseguito nell'ambito dell'attività del Gruppo di ricerca n. 6 del Comitato per la Matematica del C. N. R. per l'anno accademico 1962–1963.     

Su alcuni sistemi di equazioni integrodifferenziali in ipotesi di Carathéodory

Sunto Vengono studiate alcune classi di sistemi di equazioni integrodifferenziali, stabilendo, in ipotesi del tipo di Carathéodory e con dati al contorno sommabili, dei teoremi di esistenza che estendono alcuni noti risultati relativi a problemi al contorno per sistemi di equazioni alle derivate parziali. In particolare viene ritrovato un noto teorema sull'esistenza di soluzioni per il problema di Darboux per un'equazione del 2° ordine di tipo iperbolico. I metodi seguiti richiedono la dimostrazione preliminare di alcuni criteri di compattezza rispetto alla convergenza quasi uniforme del tipo semiregolare.

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Summary Existence theorems for a class of integro-differential equations are given under very weak assumptions of Carathéodory type on the data. These theorems extend some hnown results about b. v. problems for hyperbolic p. d. equations with data given along the characteristic lines, such as, for instance, the well-known Darboux problem. The methods used are functional theoretic and they require the use of certain compactness criteria established in the first part of the paper.

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Lavoro eseguito nell'ambito dell'attività dei Gruppi di ricerca matematica del C.N.R.     

Global regularity estimates for multidimensional equations of compressible non-newtonian fluids

The present paper is devoted to the problem of global existence of sufficiently regular solutions to two- and three-dimensional equations of compressible nonnewtonian fluids. In the case of potential stress tensor, we develop the technique of derivation of energy identities that do not include the density derivatives. Basing on these identities, in the case of sufficiently fast-increasing potentials, we obtain an extended system of a priori estimates for the named equations. We also study the related problem of estimates for the solutions to non-linear elliptic system generated by stress tensor.

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Sunto Il presente lavoro è dedicato al problema dell’esistenza globale di soluzioni sufficientemente regolari delle equazioni del moto di fluidi comprimibili non-Newtoniani in due e tre dimensioni. Nel caso di tensore degli sforzi potenziale, viene sviluppata una tecnica per la derivazione di identità dell’energia che non includono derivate della densità. Basandosi su tali identità, nel caso di potenziali che crescono abbastanza rapidamente viene ottenuto un sistema esteso di stime a priori per le equazioni del moto. Viene inoltre studiato il problema correlato delle stime di soluzioni di sistemi ellittici non lineari generati dal tensore degli sforzi.

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This work is supported by Russian Foundation for Basic Research (Grant 99-01-10817), Cariplo Foundation and Volta Center of Landau Society.     

Teoremi di confronto per i sistemi di equazioni differenziali ordinarie e loro conseguenze

Sunto. Si danno alcuni teoremi di confronto per sistemi di equazioni differenziali ordinarie e se ne fa applicazione ad una vasta classe di problemi di integrazione di sistemi di equazioni lineari differenziali ordinarie con condizioni non iniziali (integrali o assegnanti alle soluzioni valori in determinati punti), nonchè allo studio della dipendenza delle soluzioni dei sistemi non lineari, da un parametro che compare nelle equazioni e nelle condizioni iniziali. Lavoro eseguito nell'Istituto Nazionale per le Applicazioni del Calcolo.     

Asymptotic expansions obtained by a center manifold theorem

Sunto Viene presentato un nuovo metodo per la determinazione degli sviluppi asintotici della soluzione esterna di sistemi di equazioni differenziali ordinarie singolarmente perturbati. Il metodo proposto, basato sulla teoria geometrica delle perturbazioni singolari e in particolare su un teorema di esistenza di varietà centrale, permette di ottenere le equazioni differenziali che definiscono le variabili « lente » senza la preventiva conoscenza dei corrispondenti sviluppi per le variabili « veloci ». Inoltre, se i sistemi vengono dati con condizioni iniziali, alcune formule che esprimono le corrette condizioni iniziali da assegnare alle equazioni differenziali trovate — formule già note nel « caso stabile » — vengono estese al « caso condizionalmente stabile »; il procedimento qui usato risulta anche più sintetico rispetto a quelli precedentemente proposti. Infine viene studiata un'applicazione ad una classe assai generale di equazioni derivanti dalla cinetica delle reazioni enzimatiche.

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Lavoro eseguito nell'ambito dei programmi del gruppo di ricerca « Equazioni di Evoluzione e Applicazioni », M.P.I., e del Gruppo Nazionale Fisica-Matematica del C.N.R.     

Cauchy problem for some non-Kovalewskian equations

Some evolution equations with constant leading coefficients and real characteristic roots are considered. The wellposedness of Cauchy problem is proved inH ^∞ and in Gevrey classes, if an assumption is made on the lower order terms. Finally the results are generalized to nonlinear equations.

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Sunto Si considerano equazioni differenziali di evoluzione con coefficienti costanti nella parte principale e radici caratteristiche reali. Si dimostra la buona positura del problema di Cauchy inH ^∞ e nelle classi di Gevrey, sotto un’ipotesi sui termini di ordine inferiore. Infine, i risultati vengono estesi alle equazioni non lineari.

     

Discontinuità e ipersuperfici caratteristiche in magnetofluidodinamica relativistica

Sunto L'A., dopo aver mostrato come si riduce il numero delle equazioni della m.f.d. in relatività generale quando la conducibilità elettrica è infinita, esamina le ipersuperfici di discontinuità nelle derivate delle funzioni incognite e ricerca le soluzioni proprie dei sistemi di equazioni lineari omogenee nei parametri di discontinuità. In primo luogo viene esaminato il sistema, indeterminato, che si deduce dalla solenoidalità del tensore energetico e dalle equazioni di Maxwell; successivamente si esaminano i sistemi determinati o associandovi l'ipotesi che il fluido sia barotropico, comprimibile o incomprimibile, o che valga un'equazione termica di stato e il principio di conservazione della densità numerica delle particelle. Si distingue tra ipersuperfici che siano luogo di linee di corrente e di linee di forza per il campo magnetico, e ipersuperfici che siano in vari modi intersecate da linee di corrente e da linee di forza, ottenendone le equazioni differenziali, nonchè i legami tra i parametri di discontinuità.

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Summary The A., after having shown how the number of the equations of magnetofluid-dynamics in general relativity is reduced when the electrical conductivity is infinite, studies the discontinuity manifolds of the derivatives of the unknown functions and looks for the eigensolutions of the linear homogeneous equations in the jumps of the derivatives. Firstly the A. studies the indeterminate system derived from the equations which state that the divergence of the energy-tensor is null and from the Maxwell equations; successively, he studies the systems which are determined by the hypothesis that either the fluid is incompressible, or is compressible and barotropic, or by a caloric state equation and by the conservation law of the numerical density of the particles. A distinction is made form manyfolds locus of path lines and locus of lines of force for the magnetic field and manyfolds which are variously crossed by path lines and by lines of force. The differential equations of the manyfolds and the relations from the jumps are found.

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Lavoro eseguito nell'ambito dell'attività dei Gruppi di ricerca Matematici del C.N.R.     

Sopra l'iperbolicità dei sistemi con vincoli e considerazioni sul superfluido e la magnetoidrodinamica

The symmetrization of quasi-linear systems with constraints and convex supplementary conservation law allows to solve the difficulties encountered in the search of the hyperbolicity of the superfluid and magnetohydrodynamics equations.

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Sopra l'iperbolicità dei sistemi con vincoli e considerazioni sul superfluido e la magnetoidrodinamica

Sunto Si nota come siano superate dalla simmetrizzazione dei sistemi con vincoli e legge supplementare convessa, le difficoltà sorte a proposito dell'iperbolicità delle equazioni del superfluido e della magnetoidrodinamica.

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Lavoro eseguito nell'ambito del G.N.F.M. del C.N.R. e M.P.I, contratto (40%) 20120201/83 A 218142055.     

On the critical index of Gevrey solvability for some linear partial differential equations

We propose precise estimates of the critical index of Gevrey solvability of some classes of linear partial differential equations with multiple characteristics.

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Sunto Si propongono stime precise dell’indice critico della risolubilità di Gevrey di alcune classi di equazioni lineari differenziali con caratteristiche multiple.

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To the memory of L. Cattabriga

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Research partially supported by a Coordinated Research Project of the University of Cagliari and by INDAM-GNAFA, Italy.     

Strong solutions of the Navier-Stokes equations in aperture domains

We consider the nonstationary Navier-Stokes equations in an aperture domain Ω⊂R³ consisting of two halfspaces separated by a wall, but connected by a hole in this wall. In this special domain one has to impose an auxiliary condition to single out a unique solution. This can be done by prescribing either the flux through the hole or the pressure drop between the two halfspaces. We construct suitable Stokes operators for both of the auxiliary conditions and show that they generate holomorphic semigroups. Then we prove the existence and uniqueness of solutions as well as a maximal regularity estimate for the Stokes equations subject to one of the auxiliary conditions. For the corresponding Navier-Stokes equations we prove existence and uniqueness of local in time solutions.

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Sunto In questo lavoro consideriamo le equazioni di Navier-Stokes non stazionarie in un dominio con un’apertura, che consiste di due semispazi separati da una parete, ma collegati da un’apertura in quest’ultima. In questo dominio particolare è necessario imporre, per avere un’unica soluzione, una opportuna condizione ausiliaria. Questo può essere fatto sia assegnando il flusso attraverso l’apertura sia prescrivendo il salto di pressione tra i due semispazi. Qui costruiamo degli operatori di Stokes opportuni per ambedue i tipi di condizioni ausiliarie e mostriamo come essi generino semigruppi olomorfi. Dimostriamo, quindi, esistenza e unicità di soluzioni, assieme ad una stima di massima regolarità per le equazioni di Stokes soggette ad una delle condizioni ausiliarie. Per le corrispondenti equazioni di Navier-Stokes, dimostriamo esistenza e unicità di soluzioni locali nel tempo.

     

Existence results for forced nonlinear periodic BVPs at resonance

Sunto In questo lavoro si presentano alcuni risultati riguardanti l'esistenza di soluzioni p-periodiche per sistemi di equazioni differenziali non lineari in risonanza, del tipo x+ Dx + + Ag(t, x)=h(t), ove D ed A sono matrici m×m, con D di tipo diagonale, h è un termine forzante p-periodico e g è un campo vettoriale, non necessariamente limitato. In particolare, viene esteso ai sistemi, in ipotesi più generali, un classico teorema dovuto a Lazer e Leach. Le dimostrazioni sono basate sull'uso del grado topologico (teorema di continuazione di Mawhin).     

Individuazione delle singole equazioni delle rette inflessionali in unS 3 Euclideo

Riassunto Introducendo uno speciale riferimento intrinseco, il sistema algebrico di nono grado delle rette inflessionali di una trasformazione puntuale tra dueS ₃ euclidei si spezza in sistemi di secondo grado, consentendo di determinare le equazioni separate delle singole rette inflessionali e delle proiettività caratteristiche esistenti tra le coppie di rette corrispondenti.

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Summary By introducing a special frame, the algebraic system of nineth degree of the inflexional straight lines of a pointwise transformation between two euclideian spacesS ₃ is split into second degree systems. This allows us to determine the separate equations of each inflexional straight line and of the characteristic projectivities between the pairs of corresponding straight lines.

     

Nonlinear equations with expansive nonlinearities

Summary We prove existence and multiplicity theorems for nonlinear equations at resonance with expansive nonlinearities.

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Riassunto Si provano teoremi di esistenza e molteplicità per equazioni nonlineari in risonanza con nonlinearità espansiva.

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These results were obtained while the second author was visiting the University of Ferrara through a grant of C.N.R.

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Supported by C.N.R., G.N.A.F.A.     

Noncoercive variational inequalities for pseudomonotone operators

Compatibility conditions for noncoercive variational inequalities are given together with applications to quasi-linear systems of elliptic equations, elliptic variational inequalities with convection terms, closedness of algebraic difference of convex sets and lower semicontinuity of the infimal-convolution. Si provano alcune condizioni di compatibilità astratte per disequazioni variazionali noncoercive. Se ne deducono: risultati di esistenza per sistemi quasi-lineari di equazioni ellittiche e disequazioni variazionali con termini di trasporto, criteri di chiusura della differenza algebrica di convessi in spazi di Banach, e di semicontinuità per la inf-convoluzione di funzionali.

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(Conferenza tenuta il 4 febbraio 1992)     

Mean fractional-order-derivatives differential equations and filters

The solution of differential equations of fractional order is generalized to the case when the fractional order derivatives are integrated with respect to the order of differentiation. The formal solution is found by means of the Laplace Transform. The solutions of the integro-differential equations, defined by means of derivatives of fractional order and of their integrals with respect to the order of differentiation, are also discussed in terms of filtering.

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Sunto Si generalizza la soluzione di equazioni differenziali di ordine frazionario al caso in cui le derivate frazionarie sono integrate rispetto all’ordine di differenziazione. La soluzione formale è trovata a mezzo della Transformata di Laplace. Le soluzioni delle equazioni integrodifferenziali, definite a mezzo delle derivate di ordine frazionario e dei loro integrali rispetto all’ordine di differenziazione, sono discusse a mezzo della teoria dei filtri.

     

Sulle equazioni in coordinate generali della statica dei continui con caratteristiche di tensione asimmetriche

Sunto Si deducono, in coordinate generali, le equazioni della statica dei sistemi continui e le espressioni del lavoro delle forze interne di contatto nell'ipotesi che le caratteristiche di tensione siano asimmetriche.

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The equations of statics of continuous systems and the expressions for the work of the internal contact forces are derived in general coordinates under the hypothesis that the components of stress may be asymmetric.

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Lavoro eseguito nell'ambito dell'attività del gruppo di ricerca n. 14 del Comitato per la Matematica del C.N.R. per l'anno acc. 1961–62.     

Poiseuille flow of a rarefied gas mixture

The flow of a rarefied binary gas mixture is governed by transport equations which correspond to a coupled set of Fredholm integral equations of the second kind.By means of the Fourier transform technique and by expanding the transformed kernels in terms or orthogonal functions the problem is reduced to the solution of a system of linear algebraic equations.As a significant application, the case of a plane Poiseuille flow of a binary mixture following Sirovich-Hamel's model is considered.The convergence of the method is excellent.

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Riassunto Il flusso di una miscela binaria di gas rarefatti è retto da equazioni del trasporto che corrispondono ad un sistema di equazioni integrali di Fredholm di seconda specie. Mediante la tecnica della trasformata di Fourier e sviluppando i kernel trasformati in termini di funzioni ortogonali, il problema si riduce alla soluzione di un sistema di equazioni algebriche lineari. Quale applicazione significative si considera il flusso piano di Poiseuille di una miscela binaria che segue il modello di Sirovich-Hamel. La convergenza del metodo e'eccellente.

     

Wiener estimates at boundary points for parabolic equations

Summary We prove an estimate on the modulus of continuity at a boundary point (Wiener estimate) for the weak solutions of parabolic equations.

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Sunto Si prova una stima per il modulo di continuità in un punto di frontiera (stima di Wiener) per soluzioni deboli di equazioni paraboliche.