×

具有水平耗散的二维各向异性Boussinesq方程的稳定性和指数衰减。 (英语) Zbl 1472.35292号

静水平衡是流体力学和天体物理学中的一个重要课题。了解Boussinesq系统流体静力平衡附近扰动的稳定性有助于深入了解某些天气现象。这里关注的2D Boussinesq系统是各向异性的,只涉及水平耗散和水平热扩散。由于缺乏垂直耗散,稳定性和精确的大时间行为问题是困难的。当空间域为\(\mathbb{R}^2 \)时,Sobolev设置中的稳定性问题仍然存在。当空间域为(mathbb{T}times\mathbb}R})时,本文解决了稳定性问题,并规定了摄动的精确大时间行为。通过将速度(u)和温度(θ。此外,我们还证明了振荡((widetilde{u},widetilede{theta})在(H^1)中指数衰减到零,并且(u,theta)收敛到((bar{u},bar{theta{))。这一结果反映了浮力驱动流体的分层现象。

MSC公司:

35问题35 与流体力学相关的PDE
35B35型 PDE环境下的稳定性
35B40码 偏微分方程解的渐近行为
35B05型 PDE背景下的振荡、解的零点、中值定理等
35B20型 PDE背景下的扰动
76D03型 不可压缩粘性流体的存在性、唯一性和正则性理论
76D50型 粘性流体中的分层效应
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Adhikari,D。;曹,C。;Shang,H。;吴杰。;Xu,X。;Ye,Z.,具有部分耗散的二维Boussinesq方程的整体正则性结果,J.Differ。Equ.、。,260, 2, 1893-1917 (2016) ·Zbl 1328.35161号 ·doi:10.1016/j.jde.2015.09.049
[2] Adhikari,D。;曹,C。;Wu,J.,具有垂直粘度和垂直扩散率的2D Boussinesq方程,J.Differ。Equ.、。,249, 1078-1088 (2010) ·Zbl 1193.35144号 ·doi:10.1016/j.jde.2010.03.021
[3] Adhikari,D。;曹,C。;Wu,J.,具有垂直耗散的二维Boussinesq方程的整体正则性结果,J.Differ。Equ.、。,2511637-1655(2011年)·Zbl 1232.35111号 ·doi:10.1016/j.jde.2011年5月27日
[4] Adhikari,D。;曹,C。;吴杰。;Xu,X.,阻尼二维Boussinesq方程的小全局解,J.Differ。Equ.、。,256, 3594-3613 (2014) ·Zbl 1290.35193号 ·doi:10.1016/j.jde.2014.02.012
[5] 曹,C。;Wu,J.,具有混合部分耗散和磁扩散的二维MHD方程的整体正则性,高级数学。,226, 1803-1822 (2011) ·Zbl 1213.35159号 ·doi:10.1016/j.aim.2010.08.017
[6] 曹,C。;Wu,J.,具有垂直耗散的二维各向异性Boussinesq方程的整体正则性,Arch。定额。机械。分析。,208, 985-1004 (2013) ·Zbl 1284.35140号 ·doi:10.1007/s00205-013-0610-3
[7] 卡斯特罗,A。;科尔多瓦博士。;Lear,D.,关于带速度阻尼项的二维Boussinesq方程分层解的渐近稳定性,数学。模型方法应用。科学。,29, 1227-1277 (2019) ·Zbl 1425.35149号 ·doi:10.1142/S0218202519500210
[8] Chae,D.,具有部分粘性项的2D Boussinesq方程的整体正则性,高级数学。,203, 497-513 (2006) ·Zbl 1100.35084号 ·doi:10.1016/j.aim.2005.05.001
[9] Chae,D。;康斯坦丁,P。;Wu,J.,一个不可压缩的二维教学模型,具有二维Boussinesq方程的奇异性和显式解,J.Math。流体力学。,16, 473-480 (2014) ·Zbl 1307.35213号 ·doi:10.1007/s00021-014-0166-5
[10] Chae,D。;Nam,H.,Boussinesq方程的局部存在性和爆破准则,Proc。R.Soc.爱丁堡教派。A、 127935-946(1997)·Zbl 0882.35096号 ·doi:10.1017/S0308210500026810
[11] Chae,D。;Wu,J.,具有对数超临界速度的2D Boussinesq方程,高级数学。,230, 1618-1645 (2012) ·Zbl 1248.35156号 ·doi:10.1016/j.aim.2012.04.004
[12] Choi,K。;基塞列夫,A。;Yao,Y.,二维Boussinesq系统一维模型的有限时间爆破,Commun。数学。物理。,334, 1667-1679 (2015) ·Zbl 1309.35072号 ·doi:10.1007/s00220-014-2146-2
[13] 康斯坦丁,P。;Doering,C.,对流湍流中的传热,非线性,91049-1060(1996)·Zbl 0899.35078号 ·doi:10.1088/0951-7715/9/4/013
[14] 康斯坦丁,P。;维科尔,V。;Wu,J.,适定无粘不可压缩流体模型的拉格朗日轨迹分析,高级数学。,285, 352-393 (2015) ·Zbl 1422.35135号 ·doi:10.1016/j.aim.2015.05.019
[15] 丹钦,R。;Paicu,M.,使用Yudovich类型数据的无粘Boussinesq系统的全球完备性问题,Commun。数学。物理。,290, 1-14 (2009) ·Zbl 1186.35157号 ·doi:10.1007/s00220-009-0821-5
[16] 丹钦,R。;Paicu,M.,二维各向异性Boussinesq系统的全局存在性结果,数学。模型方法应用。科学。,21, 421-457 (2011) ·Zbl 1223.35249号 ·doi:10.1142/S0218202511005106
[17] Doering,C。;Gibbon,J.,《Navier-Stokes方程的应用分析》,剑桥应用数学教材(1995),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0838.76016号 ·doi:10.1017/CBO9780511608803
[18] Deng,W.,Wu,J.,Zhang,P.:具有垂直耗散的二维Boussinesq系统的Couette流稳定性,提交出版·Zbl 1479.35606号
[19] 杜林,CR;吴杰。;Zhao,K。;Zheng,X.,无浮力扩散的二维Boussinesq方程的长时间行为,Phys。D、 376、377、144-159(2018)·兹比尔1398.35164 ·doi:10.1016/j.physd.2017.12.013
[20] Elgindi,T.M.,Jeong,I.J.:Boussinesq系统强解的有限时间奇异性形成,arXiv:11708.02724v5[math.AP]26 Feb(2018)·Zbl 1462.35287号
[21] Elgindi,TM;Widmayer,K.,各向异性线性半群的Sharp衰变估计及其在地表准地转和无粘性Boussinesq系统中的应用,SIAM J.Math。分析。,47, 4672-4684 (2015) ·Zbl 1326.35266号 ·数字对象标识码:10.1137/14099036X
[22] He,L.,有界区域中二维不可压缩Navier-Stokes方程的平滑估计及其应用,J.Funct。分析。,262, 3430-3464 (2012) ·Zbl 1234.35180号 ·doi:10.1016/j.jfa.2012.01.017
[23] 赫米迪,T。;科拉尼,S。;Rousset,F.,具有临界耗散的Boussinesq-Navier-Stokes系统的全局适定性,J.Differ。Equ.、。,249, 2147-2174 (2010) ·Zbl 1200.35228号 ·doi:10.1016/j.jde.2010.07.008
[24] 赫米迪,T。;科拉尼,S。;Rousset,F.,具有临界耗散的Euler-Boussineq系统的全局适定性,Commun。部分差异。Equ.、。,36, 420-445 (2011) ·Zbl 1284.76089号 ·doi:10.1080/03605302.2010.518657
[25] Hou,T。;Li,C.,粘性Boussinesq方程的全局适定性,离散Cont.Dyn。系统。序列号。A、 12,1-12(2005)·Zbl 1274.76185号 ·doi:10.3934/dcds.2005.12.1
[26] 胡,W。;库卡维察,I。;Ziane,M.,零扩散率粘性Boussinesq方程正则性的持续性,渐近。分析。,91, 2, 111-124 (2015) ·Zbl 1319.35192号 ·doi:10.3233/ASY-141261
[27] 胡,W。;Wang,Y。;吴杰。;肖,B。;Yuan,J.,具有Navier型边界条件的部分耗散2D Boussinesq方程,Phys。D、 376、377、39-48(2018)·兹比尔1398.35007 ·doi:10.1016/j.physd.2017.07.003
[28] Jiu,Q。;Miao,C。;吴杰。;Zhang,Z.,具有一般临界耗散的二维不可压缩Boussinesq方程,SIAM J.Math。分析。,463426-3454(2014)·Zbl 1319.35193号 ·doi:10.1137/140958256
[29] Jiu,Q。;吴杰。;杨伟,二维超临界耗散Boussinesq方程的最终正则性,非线性科学杂志。,25, 37-58 (2015) ·Zbl 1311.35221号 ·doi:10.1007/s00332-014-9220-y
[30] Kc、D。;雷格米,D。;Tao,L。;Wu,J.,具有奇异速度的二维Euler-Boussineq方程,J.Differ。Equ.、。,257, 82-108 (2014) ·Zbl 1291.35221号 ·doi:10.1016/j.jde.2014.03.012
[31] 基塞列夫,A。;Tan,C.,双曲Boussinesq系统的有限时间爆破,高级数学。,325, 34-55 (2018) ·Zbl 1382.35054号 ·doi:10.1016/j.aim.2017.11.019
[32] 赖,M。;潘,R。;Zhao,K.,二维粘性Boussinesq方程的初边值问题,Arch。定额。机械。分析。,199, 739-760 (2011) ·Zbl 1231.35171号 ·doi:10.1007/s00205-010-0357-z
[33] 拉里奥斯,A。;Lunasin,大肠杆菌。;Titi,ES,具有各向异性粘度且无热扩散的2D Boussinesq系统的全局适定性,J.Differ。Equ.、。,255, 2636-2654 (2013) ·Zbl 1284.35343号 ·doi:10.1016/j.jde.2013.07.011
[34] 李,J。;Shang,H。;吴杰。;Xu,X。;Ye,Z.,具有超临界耗散的二维Boussinesq方程的正则性准则,Commun。数学。科学。,1999年至2022年(2016年)·Zbl 1355.35152号 ·doi:10.4310/CMS.2016.v14.n7.a10
[35] Majda,A.:《大气和海洋的偏微分方程和波导论》,Courant课堂讲稿9,Courant-Institute of Mathematical Sciences and American Mathematic Society,(2003)·Zbl 1278.76004号
[36] Majda,A。;Bertozzi,A.,《涡度和不可压缩流》(2002),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0983.76001号
[37] Miao,C。;薛,L.,关于一类Boussinesq-Navier-Stokes系统的全局适定性,NoDEA非线性Differ。埃克。应用。,18, 707-735 (2011) ·兹比尔1235.76020 ·doi:10.1007/s00030-011-0114-5
[38] Paicu,M。;Zhu,N.,关于二维各向异性Boussinesq系统的条纹正则性,J.非线性科学。,30, 1115-1164 (2020) ·Zbl 1437.35544号 ·数字对象标识代码:10.1007/s00332-019-09603-x
[39] Pedlosky,J.,地球物理流体动力学(1987),纽约:Springer,纽约·Zbl 0713.76005号 ·doi:10.1007/978-1-4612-4650-3
[40] Said,O.B.,Pandey,U.,Wu,J.:温度对浮力驱动流体的稳定作用,arXiv:2005.11661v2[math.AP]2020年5月26日
[41] Sarria,A。;Wu,J.,无粘二维Boussinesq方程驻点解的爆破,J.Differ。Equ.、。,259, 8, 3559-3576 (2015) ·Zbl 1327.35044号 ·doi:10.1016/j.jde.2015.04.029
[42] 斯特凡诺夫,A。;Wu,J.,具有临界耗散的二维Boussinesq方程的整体正则性结果,数学分析杂志。,137, 1, 269-290 (2019) ·Zbl 1420.35263号 ·doi:10.1007/s11854-018-0073-4
[43] Tao,L。;Wu,J.,具有垂直耗散和剪切流线性稳定性的2D Boussinesq方程,J.Differ。Equ.、。,267, 1731-1747 (2019) ·Zbl 1416.35218号 ·doi:10.1016/j.jde.2019.02.020
[44] Tao,L。;吴杰。;Zhao,K。;Zheng,X.,无热扩散的2D Boussinesq方程在流体静力平衡附近的稳定性,Arch。定额。机械。分析。,237, 2, 585-630 (2020) ·兹比尔1437.35549 ·doi:10.1007/s00205-020-01515-5
[45] Tao,T.:非线性色散方程:局部和全局分析。CBMS地区数学系列会议,106,美国数学学会,普罗维登斯,RI(2006)·Zbl 1106.35001号
[46] Wan,R.:带速度阻尼项的二维Boussinesq方程的全局适定性,arXiv:1708.02695v3·Zbl 1412.35269号
[47] 温,B。;迪亚纳提,N。;Lunasin,大肠杆菌。;奇尼,GP;Doering,CR,流体饱和多孔层中Rayleigh-Bénard对流的新上界和简化动力学模型,Commun。非线性科学。数字。模拟。,17, 5, 2191-2199 (2012) ·doi:10.1016/j.cnsns.2011.06.039
[48] Wu,J.:具有部分或分数耗散的2D Boussinesq方程,非线性偏微分方程分析讲座,晨间数学讲座,第4部分,第223-269页,国际出版社,马萨诸塞州萨默维尔,(2016)·Zbl 1348.35204号
[49] 吴杰。;Xu,X.,带分数拉普拉斯耗散的Boussinesq方程的适定性和无粘极限,非线性,272215-2232(2014)·Zbl 1301.35115号 ·doi:10.1088/0951-7715/27/9/2215
[50] 吴杰。;Xu,X。;薛,L。;Ye,Z.,具有临界耗散和超临界耗散的二维Boussinesq方程的正则性结果,Commun。数学。科学。,14, 1963-1997 (2016) ·Zbl 1358.35136号 ·doi:10.4310/CMS.2016.v14.n7.a9
[51] 吴杰。;Xu,X。;Ye,Z.,具有分数水平耗散和热扩散的二维Boussinesq方程,J.Math。Pures等人。,115, 9, 187-217 (2018) ·Zbl 1392.35240号 ·doi:10.1016/j.matpur.2018.01.006
[52] 吴杰。;Xu,X。;Zhu,N.,2D Boussinesq-Bénard系统变体的稳定性和衰减率,Commun。数学。科学。,17, 8, 2325-2352 (2019) ·Zbl 1434.35128号 ·doi:10.4310/CMS.2019.v17.n8.a11
[53] Xu,X.,分数阶扩散二维Boussinesq方程解的整体正则性,非线性分析。,72, 677-681 (2010) ·Zbl 1177.76024号 ·doi:10.1016/j.na.2009.07.008
[54] 杨伟(Yang,W.)。;Jiu,Q。;Wu,J.,一类具有分数耗散的2D Boussinesq系统的全局适定性,J.Differ。Equ.、。,257, 4188-4213 (2014) ·Zbl 1300.35108号 ·doi:10.1016/j.jd.2014.08.006
[55] 杨伟(Yang,W.)。;Jiu,Q。;Wu,J.,具有分数部分耗散的三维不可压缩Boussinesq方程,Commun。数学。科学。,16, 3, 617-633 (2018) ·Zbl 1404.35373号 ·doi:10.4310/CMS.2018.v16.n3.a2
[56] Ye,Z。;Xu,X.,具有分数拉普拉斯耗散的二维Boussinesq方程的全局适定性,J.Differ。Equ.、。,260, 6716-6744 (2016) ·Zbl 1341.35135号 ·doi:10.1016/j.jde.2016.01.014
[57] Zhao,K.,有界域中的二维无粘导热Boussinesq系统,密歇根数学。J.,59,329-352(2010)·Zbl 1205.35048号 ·doi:10.1307/mmj/1281531460
[58] Zillinger,C.:关于Boussinesq方程的增强耗散,arXiv:2004.08125v1[math.AP]4月17日(2020)·Zbl 1461.35193号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。