Singular perturbation and homogenization problems in a periodically perforated domain. A functional analytic approach

Questa Tesi è dedicata all'analisi di problemi di perturbazione singolare e omogeneizzazione nello spazio Euclideo periodicamente perforato. Studiamo il comportamento delle soluzioni di problemi al contorno per le equazioni di Laplace, di Poisson e di Helmholtz al tendere a 0 di parametri legati al diametro dei buchi o alla dimensione delle celle di periodicità. La Tesi è organizzata come segue. Nel Capitolo 1, presentiamo due costruzioni note di un analogo periodico della soluzione fondamentale dell'equazione di Laplace, e introduciamo potenziali di strato e di volume periodici per l'equazione di Laplace e alcuni risultati basilari di teoria del potenziale periodica. Il Capitolo 2 è dedicato a problemi di perturbazione singolare e omogeneizzazione per le equazioni di Laplace e Poisson con condizioni al bordo di Dirichlet e Neumann. Nel Capitolo 3 consideriamo il caso di problemi al contorno di Robin (lineari e nonlineari) per l'equazione di Laplace, mentre nel Capitolo 4 analizziamo problemi di trasmissione (lineari e nonlineari). Nel Capitolo 5 applichiamo i risultati del Capitolo 4 al fine di provare l'analiticità della conduttività effettiva di un composto periodico. Il Capitolo 6 è dedicato alla costruzione di un analogo periodico della soluzione fondamentale dell'equazione di Helmholtz e dei corrispondenti potenziali di strato. Nel Capitolo 7 raccogliamo alcuni risultati di teoria spettrale per l'operatore di Laplace in domini periodicamente perforati. Nel Capitolo 8 studiamo problemi di perturbazione singolare e di omogeneizzazione per l'equazione di Helmholtz con condizioni al contorno di Neumann. Nel Capitolo 9 consideriamo problemi di perturbazione singolare e di omogeneizzazione con condizioni al contorno di Dirichlet per l'equazione di Helmholtz, mentre nel Capitolo 10 studiamo problemi al contorno di Robin (lineari e nonlineari). Il Capitolo 11 è dedicato allo studio di potenziali di strato periodici per operatori differenziali generali del secondo ordine a coefficienti costanti. Alla fine della Tesi abbiamo incluso delle Appendici con alcuni risultati utilizzati.