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A new class of generalized quasi-variational inequalities with applications to Oseen problems under nonsmooth boundary conditions

引用

Science China Mathematics 2024年第2期67卷 315-338页

作者： Shengda Zeng Akhtar A.Khan Stanislaw Migórski Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Complex System Optimization and Big Data Processing Yulin Normal UniversityYulin 537000China Faculty of Mathematics and Computer Science Jagiellonian University in Krak´owKrak´ow 30348Poland Center for Applied and Computational Mathematics School of Mathematical SciencesRochester Institute of TechnologyRochesterNY 14623USA College of Sciences Beibu Gulf UniversityQinzhou 535000China

In this paper, we study a generalized quasi-variational inequality (GQVI for short) with twomultivalued operators and two bifunctions in a Banach space setting. A coupling of the Tychonov fixedpoint principle and the Katutani-ky fan theorem for multivalued maps is employed to prove a new existencetheorem for the GQVI. We also study a nonlinear optimal control problem driven by the GQVI and givesufficient conditions ensuring the existence of an optimal control. Finally, we illustrate the applicability of thetheoretical results in the study of a complicated Oseen problem for non-Newtonian fluids with a nonmonotone andmultivalued slip boundary condition (i.e., a generalized friction constitutive law), a generalized leak boundarycondition, a unilateral contact condition of Signorini’s type and an implicit obstacle effect, in which themultivalued slip boundary condition is described by the generalized Clarke subgradient, and the leak boundarycondition is formulated by the convex subdifferential operator for a convex superpotential.

关键词： generalized quasi-variational inequality existence theorem optimal control kakutani-ky fan theorem Oseen problem non-Newtonian fluid nonmonotone slip boundary condition

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