Homogenization for nonlinear PDEs in general domains with oscillatory Neumann boundary data

In this article we investigate averaging properties of fully nonlinear PDEs in bounded domains with oscillatory Neumann boundary data. The oscillation is periodic and is present both in the operator and in the Neumann data. Our main result states that, when the domain does not have flat boundary parts and when the homogenized operator is rotation invariant, the solutions uniformly converge to the homogenized solution solving a Neumann boundary problem. Furthermore we show that the homogenized Neumann data is continuous with respect to the normal direction of the boundary. Our result is the nonlinear version of the classical result in [3] for divergence-form operators with co-normal boundary data. The main ingredients in our analysis are the estimate on the oscillation on the solutions in half-spaces (Theorem 3.1), and the estimate on the mode of convergence of the solutions as the normal of the half-space varies over irrational directions (Theorem 4.1).

RésuméDans cet article on étudie les propriétés de moyennes d'une équation aux dérivées partielles non linéaire dans un domaine borné avec des conditions au bord de type Neumann oscillantes. Les oscillations sont périodiques et figurent à la fois dans l'opérateur et dans la donnée de Neumann. Notre résultat essentiel affirme que si la frontière du domaine n'a pas de partie plate et si l'opérateur homogénéisé est invariant par rotation, les solutions convergent uniformément vers la solution d'un problème de Neumann homognénéisé. De plus on montre que la donnée de Neumann dans le problème homogénéisé est continue par rapport à la direction normale à la frontière.