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理想流体运动中的共轭点和切点。 (英语。法语摘要) Zbl 1485.58011号

概要:如果有一个单参数的测地线族(流体流)将两个流体配置连接到无穷小的阶数,则沿流的两个流体结构是共轭的。从几何角度来看,它们可以被视为具有足够强的正曲率的保体积微分(无限维)群的结果,正曲率将附近的流“拉”在一起。从物理上讲,它们表明了粒子位置配置空间中的一种形式的(瞬态)稳定性:从相同配置开始的一系列流最初偏离,随后在稍后的某个时刻相互重新收敛(共振)。在这里,我们首先在任意长宽比的矩形平环面上建立了Kolmogorov流无限族(Euler方程的一类平稳解)中共轭点的存在性。在保体积微分同构群中,识别共轭点的一般准则有助于分析。接下来,我们证明了环、圆盘和通道上沿Arnold稳定定态的共轭点不存在。最后,我们讨论了切点,它们与指数映射的非引射性的关系(在给定时刻不可能从粒子配置确定流),并表明与恒等式最近的切点是共轭点或时间周期拉格朗日流体流的中点。

MSC公司:

58D05型 微分同胚群和同胚流形
第31季度35 欧拉方程
58B20型 无穷维流形上的黎曼、芬斯勒等几何结构
76E30型 水动力稳定性中的非线性效应
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参考文献:

[1] D.V.Anosov,负曲率闭黎曼流形上的测地流,Proc。Steklov Inst.数学。90 (1967); 美国数学学会翻译,普罗维登斯,R.I.1969 iv+235 pp·Zbl 0176.19101号
[2] Arnold,V.,《维数内流群的几何微分及其应用》,《流体力学学报》,傅里叶年鉴,16,316-361(1966)·Zbl 0148.45301号 ·doi:10.5802/aif.233
[3] 阿诺德·V·阿诺德问题(2004),柏林:施普林格-弗拉格出版社,柏林·Zbl 1051.00002号
[4] V.Arnold和L.Meshalkin,A.N.Kolmogorov关于分析选择问题的研讨会(1958/1959),Usp。Mat.Nauk 15(1960),247-250。
[5] V.Arnold和B.Khesin,流体动力学中的拓扑方法,Springer,1998年,纽约;第二版(俄语),MCNMO,莫斯科2020·Zbl 0902.76001号
[6] Babin,A。;Vishik,M.,偏微分演化方程的吸引子及其维数估计,俄罗斯数学。调查,38,4,151(1983)·Zbl 0541.35038号 ·doi:10.1070/RM1983v038n04ABEH004209
[7] Burton,G.,有界平面域中稳定理想流体流动的全局非线性稳定性,Arch。理性机械。分析。,176, 149-163 (2005) ·Zbl 1064.76053号 ·doi:10.1007/s00205-004-0339-0
[8] P.Constantin、T.D.Drivas和D.Ginsberg,《稳定流体运动中的灵活性和刚性》,《数学物理通信》(2021):1-43·Zbl 1467.76013号
[9] P.Constantin、I.Kukavica和V.Vicol,《拉格朗日方程和欧拉方程解析正则性的对比》,《Ann.de l’Institut Poincare》,分析非线性33(2016)·Zbl 1353.35233号
[10] 切皮佐夫,VV;密歇根州维希克;Zelik,SV,耗散欧拉方程的强轨道吸引子,数学杂志。Pures应用。,96, 395-407 (2011) ·Zbl 1230.35092号 ·doi:10.1016/j.matpur.2011.04.007
[11] Ebin,D.,完美流体运动的可积性,Commun。纯应用程序。数学。,36, 37-54 (1983) ·Zbl 0504.76028号 ·doi:10.1002/cpa.3160360103
[12] 埃宾,D。;Marsden,J.,《微分同态群与不可压缩流体的运动》,《数学年鉴》。,92, 102-163 (1970) ·Zbl 0211.57401号 ·doi:10.2307/1970699
[13] 埃宾,D。;米西奥·埃克,G。;Preston,S.,体积守恒微分同胚群上指数映射的奇点,Geom。功能。肛门。,16, 850-868 (2006) ·Zbl 1105.35070号 ·doi:10.1007/s00039-006-0573-8
[14] 弗里德兰德,S。;Vishik,M.,理想流体稳定流动的不稳定性标准,混沌,2455-460(1992)·Zbl 1055.76518号 ·doi:10.1063/1.165888
[15] 弗里什,美国。;Zheligovsky,V.,《在波涛汹涌的大海中平稳行驶》,Comm.Math。物理。,326, 499-505 (2014) ·Zbl 1285.35072号 ·doi:10.1007/s00220-013-1848-1
[16] 格拉特·霍尔茨,N。;斯韦拉克,V。;Vicol,V.,《关于随机Navier-Stokes方程和相关模型的无粘极限》,Arch。理性机械。分析。,217, 619-649 (2015) ·Zbl 1316.35227号 ·doi:10.1007/s00205-015-0841-6
[17] F.Hamel和N.Nadirashvili,二维环形区域中Euler方程的环形流,arXiv预印本arXiv:1909.01666(2019)·Zbl 1421.35263号
[18] Hopf,E.,遍历理论和常负曲率曲面上的测地线流,布尔。阿米尔。数学。Soc.,77,863-877(1971)·Zbl 0227.53003号 ·doi:10.1090/S0002-9904-1971-12799-4
[19] Khesin,B。;Lenells,J。;米西奥·埃克,G。;Preston,S.,微分同胚群上Sobolev度量的曲率,Pure Appl。数学。夸脱。,9, 291-332 (2013) ·Zbl 1287.58007号 ·doi:10.4310/PAMQ.2013.v9.n2.a2
[20] Klingenberg,W.,《大黎曼几何的贡献》,《数学年鉴》。,69, 654-666 (1959) ·Zbl 0133.15003号 ·doi:10.2307/1970029
[21] Lichtenstein,L.,Uber einige Hilfssätze der势能理论I,数学。Zeitschrift,23,72-78(1925)·doi:10.1007/BF01506222
[22] Lan,R.,Dirichlet积分的极小值(2012),Diss:Concordia大学,Diss
[23] Lichtenfelz,L.,微分同胚群上的(L^2)黎曼指数映射的范式,国际数学。Res.Not.,不适用。,2018, 6, 1730-1753 (2018) ·Zbl 1411.58005号
[24] Lukatski,A.,关于维环面的保测微分同胚群的曲率,Russ.Math。调查。,36, 179-180 (1981) ·兹比尔0492.58009 ·doi:10.1070/RM1981v036n02ABEH002612
[25] 梅沙尔金,L。;Sinai,Y.,《不可压缩粘性液体平面运动方程组稳态解稳定性的研究》,Jour。应用。数学。机械。,1700-1705年6月25日(1961年)·Zbl 0108.39501号 ·doi:10.1016/0021-8928(62)90149-1
[26] Misiołek,G.,理想流体流动的稳定性和微分同态群的几何,印第安纳大学数学系。J.,42,215-235(1993)·Zbl 0799.58019号 ·doi:10.1512/iumj.1993.42.42011
[27] G.Misiołek,\(\mathscr)中的共轭点{D}(D)_\mu(\mathbb{T}^2),程序。阿米尔。数学。Soc.124 977-982(1996年)·Zbl 0849.58004号
[28] Misiołek,G.,《二维流体力学中共轭点附近的指数映射》,阿诺德数学。J.,1243-251(2015)·兹比尔1329.58003 ·doi:10.1007/s40598-015-0019-1
[29] 米西奥·埃克,G。;Preston,S.,微分同胚群上黎曼指数映射的Fredholm性质,发明。数学。,179, 191-227 (2010) ·Zbl 1183.58006号 ·doi:10.1007/s00222-009-0217-3
[30] Morgulis,A。;Shnirelman,A。;Yudovich,V.,《二维无粘流体流动的光滑度损失和固有不稳定性》,《Comm.偏微分方程》,33,943-968(2008)·Zbl 1141.76012号 ·doi:10.1080/0360530080208016
[31] N.Nadirashvili,《关于二维欧拉方程的定态解》,arXiv预印本arXiv:1206.5312(2012)·Zbl 1287.35062号
[32] Omori,H.,关于紧流形的微分同态群,Proc。交响乐团。纯数学。,15, 167-183 (1970) ·Zbl 0214.48805号 ·doi:10.1090/pspum/015/0271983
[33] Preston,S.,《区域保护差异同构群上的非正曲率》,J.Geom。物理。,53, 226-248 (2005) ·Zbl 1073.37087号 ·doi:10.1016/j.geomphys.2004.06.005
[34] Preston,S.,在体积同态群上,第一个共轭点总是最难的,Commun。数学。物理。,267, 493-513 (2006) ·Zbl 1113.37062号 ·doi:10.1007/s00220-006-0070-9
[35] Washabaugh,P.等人。;Preston,S.,《轴对称理想流体旋流流动的几何》,阿诺德数学。J.,3175-185(2016)·Zbl 1390.53017号 ·doi:10.1007/s40598-016-0058-2
[36] 萨顿,L。;Vishik,M.,理想不可压缩流体的能量第二变化谱,Phys。莱特。A、 182、4-6、394-398(1993)·doi:10.1016/0375-9601(93)90414-U
[37] P.Serfati,方程d'Euler et全形一个可行的正则空间,C.R.Acad。科学。巴黎320 Serie I(1994),175-180·Zbl 0834.34077号
[38] Shnirelman,A.,微分同态群的几何和理想不可压缩流体的动力学,Mat.Sb.(NS),128,82-109(1985)
[39] Shnirelman,A.,晶格理论和理想不可压缩流体的流动,Russ.J.Math。物理。,1, 105-114 (1993) ·Zbl 0874.35096号
[40] A.Shnirelman,广义流体流动及其近似和应用,Geom。功能。肛门。4 (1994). ·Zbl 0851.76003号
[41] A.Shnirelman,《关于理想不可压缩流体中粒子轨迹的解析性》,arXiv预印本arXiv:1205.5837(2012)·Zbl 1296.35133号
[42] Smolentsev,N.,紧流形的微分同胚群,J.Math。科学。,146, 6213-6312 (2007) ·Zbl 1147.58012号 ·doi:10.1007/s10958-007-0471-0
[43] T.Tauchi和T.Yoneda,椭球面上不可压缩欧拉流中共轭点的存在性,数学。Soc.Japan(2021年)。
[44] Tauchi和Yoneda,关于带有科里奥利力的不可压缩欧拉方程组曲率的一些正结果,Prog。西奥。实验物理。(2021).
[45] J.Vannester和W.R.Young。关于椭圆涡的能量。流体物理学22.8(2010):081701·兹比尔1307.76023
[46] 韦恩斯坦,A.,黎曼流形的切轨迹和共轭轨迹,《数学年鉴》。,87, 29-41 (1968) ·Zbl 0159.23902号 ·doi:10.307/1970592
[47] Wolibner,W.,《运动计划的存在与否》(Un theoreme sur l’existence du movement plan d'Un fluide parfait,homogéne),《不可压缩,悬垂的温度》(Un-temps infiniment long),《数学》(Math)。宙特。,37, 698-726 (1933) ·Zbl 0008.06901号 ·doi:10.1007/BF01474610
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