scholarly journals Optimal Control of a Free Boundary Problem with Surface Tension Effects: A Priori Error Analysis

2015 ◽  
Vol 53 (5) ◽  
pp. 2279-2306 ◽  
Author(s):  
Harbir Antil ◽  
Ricardo H. Nochetto ◽  
Patrick Sodré
2015 ◽  
Vol 26 (4) ◽  
pp. 401-425 ◽  
Author(s):  
FUJUN ZHOU ◽  
JUNDE WU

Of concern is the stability and bifurcation analysis of a free boundary problem modelling the growth of multi-layer tumours. A remarkable feature of this problem lies in that the free boundary is imposed with nonlinear boundary conditions, where a Gibbs–Thomson relation is taken into account. By employing a functional approach, analytic semigroup theory and bifurcation theory, we prove that there exists a positive threshold value γ* of surface tension coefficient γ such that if γ > γ* then the unique flat stationary solution is asymptotically stable under non-flat perturbations, while for γ < γ* this unique flat stationary solution is unstable and there exists a series of non-flat stationary solutions bifurcating from it. The result indicates a significant phenomenon that a smaller value of surface tension coefficient γ may make tumours more aggressive.


1989 ◽  
Vol 111 (1-2) ◽  
pp. 169-181 ◽  
Author(s):  
John W. Barrett ◽  
Charles M. Elliott

SynopsisWe consider a generalisation of the liquid drop problem, introduced in [1, Part II], by allowing the upper and lower surfaces to have different surface tension coefficients γv and γu. We study the existence, uniqueness and regularity of this problem. In addition, we show that as γv/γu →0, the solution of this problem converges to the solution of the “plasma problem”.


2014 ◽  
Vol 3 (20) ◽  
pp. 128 ◽  
Author(s):  
Deccy Y. Trejos-Angel ◽  
Oscar A. Ramírez-Céspedes

En este artículo se estudia una aproximación numérica del Problema de Frontera Libre (PFL) de un sistema de ecuaciones diferenciales de tipo parabólico unidimensional, asociado con la evolución de la interface, que describe la partición regional de dos grupos de individuos de una misma especie que interactúan en un límite espacial para obtener sus propios hábitats y que es a priori totalmente desconocido. Considerando la dinámica local del sistema, el esquema implícito de diferencias finitas es utilizado, obteniendo así un sistema algebraico no lineal de ecuaciones en cada paso de tiempo. Finalmente, algunas simulaciones de la distribución de densidad poblacional y de la evolución de la frontera libre conforme al tiempo son exhibidas en diferentes escenarios, en base a un algoritmo propuesto e implementado en MATLAB, esto permite validar el modelo matemático PFL.


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