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三维不可压Navier-Stokes方程显式无限能量爆破解的渐近稳定性。 (英语) Zbl 1527.35207号

摘要:本文研究了具有光滑初值的三维(3D)不可压缩Navier-Stokes(NS)方程组的一类显式爆破解的动力学稳定性,该方程组是在[B.-L.郭等,Chin。物理学。莱特。25,第6期,2115–2117(2008年;doi:10.1088/0256-307X/25/6/052)]. 这个解族在\(mathbb{R}^3)的任何有界域中具有有限的能量,但在\(mathbb{R}^3\)中具有无限的能量。基于相似坐标、能量估计和Nash-Moser-Hörmander迭代格式,我们证明了这些解在奇异点的后向光锥中是渐近稳定的。此外,结果表明,数据增长的三维不可压NS方程存在局部能量爆破解。最后,结果还表明,在没有物理边界的情况下,解的粘性消失极限不满足三维不可压欧拉方程。

MSC公司:

35季度30 Navier-Stokes方程
35B35型 PDE环境下的稳定性
35B40码 偏微分方程解的渐近行为
35B44码 PDE背景下的爆破
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
35K55型 非线性抛物方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Abe,K.,《有界函数空间中的Navier-Stokes方程》,《公共数学物理》,338849-865(2015)·Zbl 1326.35230号 ·doi:10.1007/s00220-015-2349-1
[2] Abe,K.,关于有界函数空间中Stokes流的估计,J微分方程,2611756-1795(2016)·Zbl 1343.35191号 ·doi:10.1016/j.jde.2016.04.013
[3] Abe,K。;Giga,Y.,有界函数空间中Stokes半群的解析性,《数学学报》,211,1-46(2013)·Zbl 1288.35383号 ·doi:10.1007/s11511-013-0098-6
[4] Abe,K。;Giga,Y.,外域中的L^∞-Stokes半群,J Evol-Equ,14,1-28(2014)·兹比尔1293.35231 ·doi:10.1007/s00028-013-0197-z
[5] Albritton博士。;布鲁,E。;Colombo,M.,强迫Navier-Stokes方程Leray解的非唯一性,数学年鉴(2),196,415-455(2022)·Zbl 1497.35337号 ·doi:10.4007/annals.2022.196.1.3
[6] 亚历山大,R。;Wang,Y.G。;Xu,C.J.,Sobolev空间中Prandtl方程的适定性,美国数学学会,28745-784(2015)·Zbl 1317.35186号 ·doi:10.1090/S0894-0347-2014-00813-4
[7] Beale,J.T。;Majda,A.,Navier-Stokes方程粘性分裂的收敛速度,数学计算,37,243-259(1981)·Zbl 0518.76027号 ·doi:10.1090/S0025-5718-1981-0628693-0
[8] 比约兰,C。;Brandolese,L。;Iftimie,D.,具有粗糙外力的稳态Navier-Stokes方程的L^p-解,Comm偏微分方程,36,216-246(2011)·Zbl 1284.76088号 ·doi:10.1080/03605302.2010.485286
[9] 比约兰,C。;Schonbek,M.E.,Navier-Stokes方程在整个空间中有限能量稳态解的存在性和稳定性,非线性,221615-1637(2009)·Zbl 1172.35463号 ·doi:10.1088/0951-7715/22/7/007
[10] 布拉德肖,Z。;库卡维察,I。;Tsai,T-P,加权空间中Navier-Stokes方程整体弱解的存在性,印第安纳大学数学J,71,191-212(2022)·Zbl 1507.35137号 ·doi:10.1512/iumj.2022.71.8789
[11] 布拉德肖,Z。;Tsai,T-P,Navier-Stokes方程无穷能量解的整体存在性、正则性和唯一性,Comm偏微分方程,451168-1201(2020)·Zbl 1448.35360号 ·doi:10.1080/03605302.2020.1761386
[12] 布拉德肖,Z。;Tsai,T-P,维纳汞齐空间中Navier-Stokes方程的局部能量解,SIAM数学分析杂志,53,1993-2026(2021)·Zbl 1464.35172号 ·数字对象标识代码:10.1137/20M1361420
[13] 卡法雷利,L。;科恩,R。;Nirenberg,L.,Navier-Stokes方程适当弱解的偏正则性,Comm-Pure Appl Math,35771-831(1982)·兹比尔0509.35067 ·doi:10.1002/cpa.3160350604
[14] 卡农,M。;卡奇,G。;Pilarczyk,D.,Navier-Stokes系统奇异解的稳定性,J微分方程,314316-339(2022)·Zbl 1487.35283号 ·doi:10.1016/j.jde.2022.01.010
[15] Decaster,A.公司。;Iftimie,D.,关于维3中定常Navier-Stokes方程解的渐近行为,Ann Inst H PoincaréAnal Non Linéaire,34277-291(2017)·Zbl 1373.35216号 ·doi:10.1016/j.anihpc.2015.12.002
[16] Donninger,R.,《关于等变波映射的稳定自相似爆破》,Comm Pure Appl Math,64,1095-1147(2011)·Zbl 1232.58021号 ·doi:10.1002/cpa.20366
[17] Donninger,R.,Strichartz在相似坐标和稳定爆破中对临界波动方程的估计,Duke Math J,1661627-1683(2017)·Zbl 1378.35050号 ·doi:10.1215/00127094-0000009X
[18] 唐宁格,R。;Glogić,I.,《关于波图向负弯曲目标爆破的存在性和稳定性》,Anal PDE,12389-416(2019)·Zbl 1411.35204号 ·doi:10.2140/apde.2019.12.389
[19] 唐宁格,R。;Rao,Z.P.,临界波动方程在最佳正则性下的爆破稳定性,Adv Math,370,107219(2020)·Zbl 1441.35070号 ·doi:10.1016/j.aim.2020.107219
[20] 唐宁格,R。;Schörkhuber,B.,奇数空间维波动方程的稳定爆破,Ann Inst H PoincaréAna Nonéaire,341181-1213(2017)·Zbl 1395.35041号 ·doi:10.1016/j.anihpc.2016.09.005
[21] 唐宁格,R。;Schörkhuber,B.,超临界Yang-Mills热流的稳定爆破,《微分几何杂志》,113,55-94(2019)·Zbl 1428.58012号 ·doi:10.4310/jdg/1567216954
[22] 埃宾,D.G。;Marsden,J.,《微分同态群与不可压缩流体的运动》,《数学年鉴》(2),92,102-163(1970)·Zbl 0211.57401号 ·doi:10.307/1970699
[23] Fefferman,C.L.,Navier-Stokes方程的存在性和光滑性,《千年奖问题》,57-67(2006),剑桥:克莱数学研究所,剑桥·兹比尔1194.35002
[24] 费尔南德斯·达尔戈,P.G。;Lemarié-Rieusset,P.G.,加权L^2空间中初始数据下Navier-Stokes方程的弱解,Arch Ration Mech Anal,237347-382(2020)·Zbl 1434.35050号 ·doi:10.1007/s00205-020-01510-w
[25] Gallagher,I.,《具有几乎二维数据的三维Navier-Stokes方程:稳定性、唯一性和寿命》,《国际数学研究与非IMRN》,1997,919-935(1997)·Zbl 0893.35098号 ·doi:10.1155/S1073792897000597
[26] 吉加,Y。;Kohn,R.V.,半线性热方程的渐近自相似爆破,Comm Pure Appl Math,38,297-319(1985)·Zbl 0585.35051号 ·doi:10.1002/cpa.3160380304
[27] Giga,Y。;Kohn,R.V.,使用相似变量表征爆破,印第安纳大学数学杂志,36,1-40(1987)·Zbl 0601.35052号 ·doi:10.1512/iumj.1987.36.36001
[28] Giga,Y。;Kohn,R.V.,半线性热方程爆破的非简并性,Comm Pure Appl Math,42,845-884(1989)·Zbl 0703.35020号 ·doi:10.1002/cpa.3160420607
[29] Gilbarg,D。;Trudinger,N.S.,二阶椭圆偏微分方程(1998),柏林:Springer-Verlag,柏林·Zbl 1042.35002号
[30] Guillod J,Šverák V.边界空间中Navier-Stokes初值问题非唯一性的数值研究。arXiv:1704.005602017年·Zbl 1522.35363号
[31] Guo,B.L。;Yang,G.S。;Pu,X.K.,不可压缩三维Navier-Stokes方程的爆破解和全局光滑解,中国物理通讯,252115-2117(2008)·doi:10.1088/0256-307X/25/6/052
[32] Hopf,E.,《Anfangswertaufgabe für die hydrodynamischen Grundgleichungen,Math Nachr,4,213-231》(1950)·Zbl 0042.10604号 ·doi:10.1002/mana.3210040121
[33] Hörmander,L.V.,《物理大地测量的边界问题》,《拱形比力学分析》,62,1-52(1976)·Zbl 0331.35020号 ·doi:10.1007/BF00251855
[34] 贾,H。;Šverák,V.,Navier-Stokes方程弱解和正向自相似解的局部空间估计,Invent Math,196,233-265(2014)·兹比尔1301.35089 ·doi:10.1007/s00222-013-0468-x
[35] 贾,H。;Šverák,V.,不可压缩三维Navier-Stokes方程在自然能量空间中局部适定吗?,功能分析杂志,2683734-3766(2015)·Zbl 1317.35176号 ·doi:10.1016/j.jfa.2015.04.006
[36] 卡奇,G。;Pilarczyk,D.,Navier-Stokes系统Landau解的渐近稳定性,Arch Ration Mech Anal,202115-131(2011)·兹比尔1256.35061 ·doi:10.1007/s00205-011-0409-z
[37] 卡奇,G。;Pilarczyk,D。;Schonbek,M.E.,L^2-Navier-Stokes方程组奇异解的渐近稳定性,J Math Pures Appl(9),108,14-40(2017)·Zbl 1368.35207号 ·doi:10.1016/j.matpur.2016.10.008
[38] Kato,T.,ℝ^3中粘性和理想流体的非平稳流动,功能分析杂志,99296-305(1972)·Zbl 0229.76018号 ·doi:10.1016/0022-1236(72)90003-1
[39] Kato,T.,关于边界非定常Navier-Stokes流零粘度极限的评论,85-98(1984),纽约:Springer,纽约·Zbl 0559.35067号
[40] 北菊池。;Seregin,G.,满足局部能量不等式的Navier-Stokes方程Cauchy问题的弱解,非线性方程和谱理论,141-164(2007),Providence:Amer Math Soc,Providence·Zbl 1361.35130号
[41] 科佐诺,H。;Yamazaki,M.,Navier-Stokes方程Morrey空间中小定态解的稳定性,印第安纳大学数学J,441307-1336(1995)·Zbl 0853.35089号 ·doi:10.1512/iumj.1995.44.2029
[42] Kwon,H。;Tsai,T-P,具有缓慢衰减振荡的非衰减初始数据的全球Navier-Stokes流,Comm Math Phys,3751665-1715(2020)·Zbl 1441.35185号 ·doi:10.1007/s00220-020-03695-3
[43] LeFloch,P.G。;Yan,W.P.,双曲平均曲率流爆破解的非线性稳定性,J微分方程,2698269-8307(2020)·Zbl 1442.35047号 ·doi:10.1016/j.jde.2020.05.024
[44] Lemarié-Rieusset,P.G.,Navier-Stokes问题的最新发展(2002),博卡拉顿:查普曼和霍尔/CRC,博卡拉通·Zbl 1034.35093号
[45] Leray,J.,《非液相流体力学研究》,《数学学报》,63,193-248(1934)·JFM 60.0726.05号 ·doi:10.1007/BF02547354
[46] Li,Y.Y。;Yan,X.K.,不可压定常Navier-Stokes方程齐次解的渐近稳定性,J微分方程,297226-245(2021)·Zbl 1473.35407号 ·doi:10.1016/j.jde.2021.06.033
[47] Lin,F.H.,Caffarelli-Kohn-Nirenberg定理的一个新证明,Comm Pure Appl Math,51,241-257(1998)·Zbl 0958.35102号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0312(199803)51:3<241::AID-CPA2>3.0.CO;2-阿
[48] Maekawa,Y。;Miura,H。;Prange,C.,半空间中Navier-Stokes方程的局部能量弱解,《公共数学物理》,367517-580(2019)·Zbl 1421.35250号 ·doi:10.1007/s00220-019-03344-4
[49] Majda,A.J。;Bertozzi,A.L.,《涡度和不可压缩流》(2002),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·兹比尔0983.76001
[50] Masmoudi,N.,关于Navier-Stokes系统无粘性极限的注释,Comm Math Phys,270777-788(2007)·Zbl 1118.35030号 ·doi:10.1007/s00220-006-0171-5
[51] 梅勒,F。;Zaag,H.,关于半线性波动方程非特征点和爆破剖面概念的稳定性,Comm Math Phys,3331529-1562(2015)·Zbl 1315.35134号 ·doi:10.1007/s00220-014-2132-8
[52] 潘,T·V。;Phuc,N.C.,《具有临界奇异外力的定常Navier-Stokes方程:存在性和稳定性结果》,《高等数学》,241,137-161(2013)·Zbl 1286.35196号 ·doi:10.1016/j.aim.2013.01.016
[53] Prandtl,L.,U ber Flössigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung,484-491(1904),海德堡:海德堡国际数学大师
[54] Scheffer,V.,湍流和Hausdorff维数,湍流和Navier-Stokes方程,174-183(1976),柏林:施普林格,柏林·Zbl 0394.76029号 ·doi:10.1007/BFb0091455
[55] Secchi,P.,《关于平稳和非平稳Navier-Stokes方程》,Ann Mat Pura Appl(4),153293-305(1989)·Zbl 0682.35089号 ·doi:10.1007/BF01762396
[56] 宋伟杰(Song,W.J.)。;李,H。;Yang,G.S.,不可压缩二维Euler方程(I,J)相似解的非齐次边值问题,J Inequal Appl,277,1-15(2014)·Zbl 1335.35185号
[57] Swann,H.S G.,非定常Navier-Stokes流到理想流的消失粘性收敛,Trans-Amer Math Soc,157373-397(1971)·Zbl 0218.76023号
[58] 田,G。;Xin,Z.P.,Navier-Stokes方程的一点奇异解,Topol方法非线性分析,11135-145(1998)·Zbl 0923.35121号 ·doi:10.12775/TMNA.1998.008
[59] Tsai,T-P,关于满足局部能量估计的Navier-Stokes方程的Leray自相似解,Arch Ration Mech Ana,143,29-51(1998)·Zbl 0916.35084号 ·doi:10.1007/s002050050099
[60] Yan,W.P.,Born-Infeld方程显式自相似爆破解附近的动力学行为,非线性,324682-4712(2019)·Zbl 1431.83175号 ·doi:10.1088/1361-6544/ab34a2
[61] Yan,W.P.,类时间极值超曲面显式自相似解的非线性稳定性,Calc-Var偏微分方程,59,1-40(2020)·Zbl 1448.35070号 ·doi:10.1007/s00526-020-01798-2
[62] Yan,W.P.,三维不可压缩磁流体动力学方程显式爆破解的渐近稳定性,《几何分析杂志》,3112053-12097(2021)·兹比尔1478.35044 ·doi:10.1007/s12220-021-00711-3
[63] Yudovich,V.I.,《流体动力稳定性理论中的线性化方法》(1989),普罗维登斯:Amer Math Soc,普罗维登·Zbl 0727.76039号 ·doi:10.1090/mmono/074
[64] 张建杰。;Zhang,T.,Landau解周围扰动Navier-Stokes系统的局部适定性,电子研究拱,292719-2739(2021)·Zbl 1477.35140号 ·doi:10.3934/2010年5月20日
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