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First-order geometric evolutions and semilinear evolution equations : a common mutational approach

Lorenz, Thomas

German Title: Geometrische Evolutionen 1. Ordnung und semilineare Evolutionsgleichungen : ein gemeinsamer Ansatz durch Mutationen

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Abstract

The primary aim of this Ph.D. thesis is to unify the definition of "solution" for completely different types of evolutions. Such a common approach is to lay the foundations for solving systems whose components have their origins in diverse applications. The analytical touchstone of the general character consists of (1.) a semilinear evolution equation in a reflexive Banach space and (2.) a first-order geometric evolution, i.e. a time-dependent compact subset of R^n, whose deformation depends on nonlocal properties of normal cones at the boundary. (No inclusion principle is assumed.) Taking up the widespread idea of derivatives as first-order approximations, distance functions (maybe in a generalized sense) are required and essentially the only tool to use for a general approach beyond vector spaces. Here two concepts are presented, both of which are based on generalizing the mutational equations of Jean-Pierre Aubin (in metric spaces) to a set with a countable family of so-called ostensible metrics (that need not be symmetric).

Translation of abstract (German)

Das zentrale Ziel dieser Dissertation besteht in einem einheitlichen Lösungsbegriff für verschiedenartige Evolutionsprobleme. Er soll die Grundlage schaffen, um Systeme zu lösen, deren Komponenten ihren Ursprung in völlig unterschiedlichen Anwendungen finden. Als analytischer Prüfstein für den allgemeinen Charakter des Lösungsbegriffs wird ein System herangezogen, bestehend aus (1.) einer semilinearen Evolutionsgleichung in einem reflexiven Banachraum und (2.) einer geometrischen Evolution 1. Ordnung, d.h. einer zeitabhängigen kompakten Teilmenge des R^n, deren Deformation von nichtlokalen Eigenschaften ihrer Normalkegel am Rande abhängt. (Dabei soll kein Inklusionsprinzip verwendet werden.) Die Idee einer Ableitung als Approximation 1. Ordnung verlangt eine (verallgemeinerte) Abstandsfunktion. Sie ist im wesentlichen das einzige Mittel für einen abstrakten Ansatz außerhalb von Vektorräumen. Hier werden 2 Konzepte vorgestellt. Beide verallgemeinern die sog. Mutationsgleichungen von Jean-Pierre Aubin (in metrischen Räumen) auf Mengen mit einer abzählbaren Familie von sog. Scheinmetriken, die nicht mehr symmetrisch zu sein brauchen.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Jäger, Prof. Dr. Willi
Date of thesis defense: 28. September 2004
Date Deposited: 05. Oct 2004 14:05
Date: 2004
Faculties / Institutes: Service facilities > Interdisciplinary Center for Scientific Computing
The Faculty of Mathematics and Computer Science > Department of Applied Mathematics
Subjects: 510 Mathematics
Controlled Keywords: Verallgemeinerte Differentialgleichung, Nichtlineare Evolutionsgleichung, Nichtglatte Analysis, Mengenwertige Abbildung, Stark stetige Halbgruppe
Uncontrolled Keywords: Mutationsgleichungen , nichtsymmetrische Abstandsfunktionen , nichtlokale geometrische Evolutionen , erreichbare Mengen von Differentialinklusionengeneralized ODE on sets with nonsymmetric distance functions , nonlocal geometric evolutions , mutational equations , set-valued maps
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