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本文研究一类包含裂缝的复杂散射体的声波散射问题,为简单起见,我们只在R2中考虑这个问题,并且假设散射体由一条裂缝(开弧)和两个有界散射体组成,具体描述如下:
假设Γ是R2中的一段开弧,D1和D2是两个光滑有界区域,它们共同组成一个复杂的散射体,最终可以把这个散射问题归结为R2中Helmholtz方程的外混合边值问题,即:对于给定的g∈H1/2(Γ),h∈H-1/2(Γ),f1∈H1/2((a)D1)和f2∈H-1/2((a)D2),寻找u∈H1loc(R2((D)1∪(D)2∪(Γ)))满足:{△u+k2u=0 in R2((D)1∪(D)2∪(Γ))u_=g onΓ(a)u+/(a)v+ikλ1u+=h onΓu=f1 on(a)D1(a)u/(a)v+ikλ2u=f2 on(a)D2而且,在无穷远处u满足Sommerfeld Radiation条件,即limr→∞√r((a)u/(a)r-iku)=0其中,r=|x|,并且此式对(x)=x/|x|一致成立.
我们的主要目的是想得到上述问题解的存在与唯一性.该问题的唯一性可以由Rellichs引理得到.我们的主要工作是利用边界积分方程的方法,获得该问题解的存在性,即利用Green表示公式和位势理论,先把该问题转化成一个边界积分系统,然后利用Fredholm理论证明所获得的边界积分系统存在唯一解,从而可以得到原问题解的存在性.