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预测几何流体力学中的不确定性。 (英语) Zbl 1439.49083号

作者分析了几何力学的应用,特别是随机流体动力学中的随机变分原理。他们引入体积保持群(G=Diff_{vol}(\mathcal{D})流体域(mathcal{D})的微分同态\(\mathbb{R}^{2}\)或\(\mathbb}R}^}3}\),作为的配置流形不可压缩流体。形式上,(G)可以被视为一个李群,其用\(mathfrak{g}\)表示的李代数是无发散向量的空间平行于边界的\(\mathcal{D}\)上的字段,被赋予李括号\([u;v]=v\cdot\nabla u-u\cdot\nabla v\)。拉格朗日描述,运动方程由汉密尔顿给出原理,写为\(\delta\int_{0}^{T} L(左)(g{t},\重叠{.}{克}_{t} ),dt=0\),对于具有固定端点的曲线\(g_{t}\)的所有变化,或使用哈密尔顿-蓬特里亚金原理,as\int_{0}^{T}[L(g_{T},v)+\left\langle\pi,\overset{.}{克}_{t} -v型\右范围]dt=0\),对于所有变量\(δg{t}\)、\(δv \)、_(δpi\)\(\△g{t}在\(t=0,t\)处消失。作者回忆起随机Hamilton-Clebsch变分原理正式写成\(\ delta\int_{0}^{T}[l(u)\,dt+\left\langlep,dq+{mathfrak{l}}_{dx_{T}}q\right\rangle_{V}]=0\),关于变量\(\delta u\),\(\delta q\),\(\delta p\),对于\(\△q)在\(t=0,t\)处消失。这里(l)是简化的拉格朗日函数作者假设(G)作用于向量空间(V)的右边,通常由\(mathcal{D}\)、\({mathfrak{L}}上的张量场空间给出_{u} q个\)是这个动作的无穷小生成器,对于\(u\in\mathfrak{g}\)和\(dx{t}=dg_{t} X(X)=u(克_{t} X(X),t)dt+\sum_{i=1}^{N}\xi_{i}(g_{t} X(X))\圆圈dW{t}^{i}\)。他们导出了欧拉-波因卡方程。它们说明了这些在2D和3D Euler流体方程的情况下得到的结果。然后他们回忆随机Hamilton-Pontryagin变分原理写为:\int_{0}^{T}[L(g_{T},v)\,dt+\left\langle\pi,dg_{t} -视频数据传输-\sum_{i=1}^{N}\xi_{i} 克_{t} \circ dW_{i}(t)\right\rangle]=0\),关于变量\(\δg{t}),(δv),(△pi),对于在\(t=0,t\)。他们将这一原则写入欧拉公式平稳性条件。他们导出了随机哈密顿公式。在论文的最后一部分,作者将这些工具应用于两个案例:确定性(N)层准地转流体和随机(N)层流他们为其编写哈密顿公式的准地转流体。

理学硕士:

49S05号 物理学变分原理
70H25型 哈密尔顿原理
76立方米 变分方法在流体力学问题中的应用
49J55型 随机性问题最优解的存在性
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