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边界层理论中的多尺度均匀化问题。 (英语) Zbl 1250.35024号

本文描述了磁流体力学中边界层的渐近行为。作者首先回顾了边界层的一些基本模型:普朗特方程、使用适当坐标系的曲面流动、非牛顿流体或非均匀流体的边界层方程、磁流体力学中的湍流边界层和边界层。他们证明了这类模型的一些存在唯一性结果。本文的主要部分考虑了方程\(-\nu\sqrt{w^{\varepsilon}}w_{\psi\psi}^{\varepsilon}+w_{x}^{\varepsilon}+v_{0}^{\varepsilon}w_{\psi}^{\varepsilon}+2s ^{\varepsilon}\sqrt{w^{\varepsilon})=2U(U^{\prime}+s ^{\varepsilon})\)将von Mises变换应用于平稳的Prandtl方程,得到了该方程,该方程位于域(0<x<x,0<psi<infty})中。边界条件\(w^{\varepsilon}(x,0)=0),\(w_{\varesilon}(0,psi)=w_{1}。这里,(s(x,xi,zeta))和(v_{0}(x,xi,zeta)是一致连续的函数,它们相对于(xi)和(zeta)是1-周期的,(s)是非负的,(s^{varepsilon})是通过(s^{varepsilon}ε}\),\(U \)是一个正且平滑的函数,在\([0,X]\)上递增。本文的第一个主要结果证明了在对问题数据进行进一步假设的情况下,该方程的一个存在唯一性结果。第二个主要结果建立了类似但均匀化问题解(w^{h})的渐近行为。第三个主要结果证明了平稳Prandtl方程的(L^{infty})和(H^{0,1})范数的误差估计。本文最后给出了粗糙板边界层的应用。

MSC公司:

35B27型 PDE背景下的均质化;周期结构介质中的偏微分方程
35B40码 偏微分方程解的渐近行为
35问题35 与流体力学相关的PDE
35J61型 半线性椭圆方程
76瓦05 磁流体力学和电流体力学
76A05型 非牛顿流体
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参考文献:

[1] Allaire G.,Amar M.:周期均匀化中的边界层尾部。ESAIM控制优化。计算变量4209-243(1999)·Zbl 0922.35014号 ·doi:10.1051/cocv:199110
[2] Amirat Y.,Bodart O.,Chechkin G.A.,Piatnitski A.L.:边界随机振荡区域中的边界均匀化。斯托克。程序。申请。121, 1–23 (2011) ·Zbl 1219.35021号 ·doi:10.1016/j.spa.2010.08.011
[3] Amirat Y.,Bresch D.,Lemoine J.,Simon J.:粗糙度对由Navier-Stokes方程控制的流动的影响。问:申请。数学。59(4), 769–785 (2001) ·Zbl 1019.76014号
[4] Ball,J.M.,Murat,F.:关于一级凸性和拟凸性的评论。常微分方程和偏微分方程,第三卷(Dundee 1990),第25-37页。皮特曼研究笔记数学。序列号。,254.Longman Sci Tech.,Harlow(1991)·Zbl 0751.4905号
[5] Basson A.,Gérard-Varet D.:具有随机粗糙度边界处流体流动的壁面定律。普通纯应用程序。数学。61(7), 941–987 (2008) ·兹比尔1179.35207 ·doi:10.1002/cpa.20237
[6] Belyaev,A.G.:关于边值问题的奇异摄动(俄语)。莫斯科国立大学博士论文(1990年)
[7] Bensoussan A.,Lions J.L.,Papanicolau G.:周期结构的渐近分析。阿姆斯特丹北霍兰德(1978)
[8] Braides A.,Lukkasen D.:积分泛函的重申均匀化。数学。国防部。方法。申请。科学。10(1), 47–71 (2000) ·Zbl 1010.49011号
[9] Briane,M.:纤维和多层织物的同质化(法语)。巴黎第六大学博士论文(1990年)
[10] Bucur D.,Feireisl E.,NecásováS.,Wolf J.:关于Navier-Stokes系统在具有粗糙边界的域上的渐近极限。J.差异。埃克。244(11), 2890–2908 (2008) ·Zbl 1143.35080号 ·doi:10.1016/j.jde.2008.02.040
[11] Caflisch R.E.,Sammartino M.:普朗特尔边界层方程的存在性和奇异性。Z.安圭。数学。机械。80(11–12), 733–744 (2000) ·Zbl 1050.76016号 ·doi:10.1002/1521-4001(200011)80:11/12<733::AID-ZAMM733>3.0.CO;2升
[12] Casado-Diaz J.、Fernández-Cara E.、Simon J.:为什么粘性流体会粘附在四边形壁上:数学解释。J.差异。埃克。189, 526–537 (2003) ·Zbl 1061.76014号 ·doi:10.1016/S0022-0396(02)00115-8
[13] Chechkin G.A.,Friedman A.,Piatnitski A.L.:边界快速振荡区域中的边值问题。数学杂志。分析。申请。231(1), 213–234 (1999) ·Zbl 0938.35049号 ·doi:10.1006/jmaa.1998.6226
[14] Chechkin,G.A.、Piatnitski,A.L.、Shamaev,A.S.:均质化:方法和应用。数学专著翻译,第234卷,美国数学学会(AMS),普罗维登斯,RI(译自均质化:方法和应用),塔马拉·罗日科夫斯卡娅出版社,新西伯利亚(2007)·Zbl 1128.35002号
[15] Chechkin,G.A.,Romanov,M.S.:关于具有振荡边界的区域中的Prandtls方程。摘自:《国际会议摘要集》“蒂霍诺夫与当代数学”(2006年6月14日至25日,俄罗斯莫斯科),第219至220页,“泛函分析与微分方程”一节。莫斯科MAKS出版社(2006)
[16] E W.:边界层理论和Navier-Stokes方程的零粘度极限。数学学报。罪。(英语版本)16(2),207–218(2000)·Zbl 0961.35101号 ·doi:10.1007/s101140000034
[17] Friedman A.,Hu B.,Liu Y.:具有多尺度振荡边界的泊松方程的边值问题。J.差异。埃克。137(1), 54–93 (1997) ·Zbl 0878.35014号 ·doi:10.1006/jdeq.1997.3257
[18] Galdi G.P.:介绍Navier-Stokes方程的数学理论。线性化的稳定问题,自然哲学中的斯普林格学派。施普林格,纽约(1994)·Zbl 0949.35004号
[19] Galdi G.P.:Navier-Stokes方程数学理论导论。二、。非线性稳态问题。斯普林格自然哲学丛书。施普林格,纽约(1994)·兹比尔0949.35005
[20] Gérard-Varet D.,Dormy E.:关于Prandtl方程的适定性。J.Amer。数学。Soc.23591-609(2010年)·Zbl 1197.35204号 ·doi:10.1090/S0894-0347-09-00652-3
[21] Gérard-Varet D.:具有随机粗糙度边界的Navier墙定律。公共数学。物理学。286, 81–110 (2009) ·Zbl 1176.35127号 ·doi:10.1007/s00220-008-0597-z
[22] Gérard-Varet,D.,Masmoudi,N.:均质化和边界层(预印本)(2010年)·兹比尔1193.35130
[23] Ilin,A.M.:边值问题解的渐近展开的匹配。数学专著的翻译,第102卷。美国数学学会,普罗维登斯,RI(1992)
[24] Jäger W.,MikelićA.:关于不可压缩粘性流的粗糙度诱导边界条件。J.差异。埃克。170(1), 96–122 (2001) ·Zbl 1009.76017号 ·doi:10.1006/jdeq.2000.3814
[25] Jäger W.,MikelićA.:Couette在粗糙边界上流动和减阻。公共数学。物理学。232, 429–455 (2003) ·Zbl 1062.76012号
[26] Kato T.:关于带边界的非定常Navier-Stokes流零粘度极限的备注。参见:Chern,S.S.(eds)非线性偏微分方程研讨会,第85-98页。纽约州施普林格市(1984年)·Zbl 0559.35067号
[27] Kulonen G.A.:在多孔表面上寻找层流边界层的方法(俄罗斯)。维斯特尼克·列宁格勒。大学16(7),123-135(1961)
[28] Kulonen G.A.,Kulonen L.A.:通过有限宽度裂隙系统的吸力边界层。普里克尔。墨西哥。14(9), 83–88 (1978) ·兹伯利0415.76029
[29] Ladyzhenskaya O.A.:粘性不可压缩流的数学理论。Gordon and Breach,伦敦(1969)·Zbl 0184.52603号
[30] Ladyzhenskaya,O.A.,Solonnikov,V.A.,Uralceva,N.N.:抛物型线性和拟线性方程。数学专著的翻译,23(1967)·Zbl 0164.12302号
[31] Lin,C.C.:关于Oseen近似中的周期振荡尾迹。《数学与力学研究》,理查德·冯·米塞斯著,第170-176页。纽约学术出版社(1954年)·Zbl 0057.17504号
[32] Lin,C.C.:具有快速振荡外部流动的边界层中的运动。摘自:第九届国际应用力学大会论文集。布鲁塞尔,第4卷,第155-167页(1957年)
[33] 狮子J.L.:问题的解决方法限制了非直线性。Dunod-Authentier-Villars,巴黎(1969年)
[34] Lions J.L.、Lukkassen D.、Persson L.E.、Wall P.:非线性单调算子的重复均匀化。下巴。安。数学。序列号。B 22(1),1-12(2001)·Zbl 0979.35047号 ·doi:10.1142/S0252959901000024
[35] 狮子P.L.:流体力学数学专题。第1卷。不可压缩模型。牛津科学出版物,牛津(1996)·Zbl 0866.76002号
[36] Lombardo M.C.、Cannone M.、Sammartino M.:边界层方程的适定性。SIAM J.数学。分析。35(4), 987–1004 (2003) ·Zbl 1053.76013号 ·doi:10.1137/S0036141002412057
[37] Lopes Filho,M.:不可压缩二维流的边界层和消失粘度极限。(预印本)(2008年)·Zbl 1291.35189号
[38] 卢卡森D:一种具有最佳宏观行为的新的重复结构。SIAM J.应用。数学。59(5), 1825–1842 (1999) ·Zbl 0933.35023号 ·doi:10.1137/S0036139997320081
[39] 卢卡森,D.,米尔顿,G.W.:关于等级结构和重复的同质化。在:函数空间,插值理论和相关主题。2000年8月17日至22日,瑞典隆德,雅克·皮特65岁诞辰纪念国际会议记录,第355至368页。Walter de Gruyter,柏林(2002)·Zbl 1021.35011号
[40] Neuss-Radu M.:均匀化理论中边界层衰减的结果。渐近线。分析。23, 313–328 (2000) ·兹比尔0970.35006
[41] Oleinik O.A.,Samokhin V.N.:边界层理论中的数学模型。查普曼&amp;霍尔/CRC,伦敦(1999)·Zbl 0928.76002号
[42] Oleinik O.A.、Shamaev A.S.、Yosifian G.A.:弹性和均匀化中的数学问题。荷兰北部,阿姆斯特丹(1992年)·兹比尔0572.73059
[43] Prandtl,L.:U-ber Flüssigkeitsbewegungen bei sehr kleiner Reibund。输入:Verh.Int.Math。金刚。海德堡,1904年。Teubner,第484–494页(1905年)
[44] 罗曼诺夫M.S.:磁流体力学中多尺度问题的均匀化。数学杂志。科学。144(6), 4665–4670 (2007) ·Zbl 1202.35022号 ·文件编号:10.1007/s10958-007-0302-3
[45] Sammartino,M.,Caflisch,R.:半空间上Navier-Stokes方程解析解的零粘度极限。I和II。公共数学。物理学。192, 433–461, 463–491 (1998) ·Zbl 0913.35102号
[46] Samokhin,V.N.:普朗特方程组的平均值。微分方程,26(3)369–374(1990)(摘自Diff.Uravenia 26(3):495–501)(1990)·Zbl 0713.76035号
[47] Sanchez-Palencia E.:复合介质均质技术。柏林施普林格(1987)·Zbl 0619.00027号
[48] Schlichting H.,Gersten K.:边界层理论。第8次修订和放大版。施普林格,柏林(2000)·Zbl 0940.76003号
[49] Tartar,L.:非线性分析主题。78.13. 《奥赛数学》出版物(1978年)
[50] Temam,R.:Navier-Stokes方程。第3版。荷兰北部,阿姆斯特丹,1984年。在AMS-Chelsea系列中重新编辑。美国数学学会,普罗维登斯,RI(2001)
[51] Temam R.,Wang X.:关于透水墙的Prandtl方程的备注。Z.安圭。数学。机械。80(11–12), 835–843 (2000) ·Zbl 1050.76018号 ·doi:10.1002/1521-4001(200011)80:11/12<835::AID-ZAMM835>3.0.CO;2-9
[52] Temam,R.,Wang,X.:关于零粘度下Navier-Stokes方程解的行为。Annali della Scuola Norm公司。Sup.Pisa,第卷,纪念E.De Giorgi,Ser。四、 XXV,807–828(1997)·Zbl 1043.35127号
[53] Temam R.,Wang X.:与不可压缩Navier-Stokes方程相关的边界层:非特征边界情况。J.差异。埃克。179, 647–686 (2002) ·Zbl 0997.35042号 ·doi:10.1006/jdeq.2001.4038
[54] Vishik,M.I.,Lyusternik,L.A.:小参数线性微分方程的正则退化和边界层。Uspekhi Mat.Nauk 12(5),3–122(1957)(英语翻译,美国数学协会翻译20(2),美国。数学。纽约州州立大学239–364)(1962年)·Zbl 0087.29602号
[55] Zeytounian R.K.:流体流动现象的渐近模拟,流体力学及其应用。Kluwer,Dordrecht(2002)·Zbl 1045.76001号
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