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(L_p(Omega))^n中Navier-Stokes方程的对称Hopf分岔及其在平面Poiseuille流中的应用。 (英语) Zbl 0686.35010号

设(Omega\子集{\mathbb{R}}^n),(n=2,3),使得每个方向都是有界或无限且周期的,(k=(k_1,…,k_n)是波数向量,U是平稳Navier-Stokes方程的解。控制方程为\[(*)\四\和^{无}_{i=1}k_i\部分u_i/\部分x_i=0,\]
\[\部分u_i/\部分t+\总和^{无}_{j=1}k_j\部分/\部分x_j(U_iu_j+U_iu_j+U _iu_j)+k_i\部分p/\部分x_ i-\lambda\增量U_ i=0,\四i=1,。。。,n.(名词)。\]设(C^{infty}_0,sigma}(\Omega):=C^{infty}\0(\欧米茄)中的u^{无}_{i=1}k_i\部分u_i/\部分x_i=0\}\),\(L_p(\Omega))中\(C^{\infty}_{0,\sigma}(\欧米茄)\)的\(x_p:=闭包\)。(*)可以表示为\(X_p:\)中的抽象方程\[(**)\quad du/dt+Au=M(U)U+N(U,U),\quad t>0。\]利用Stokes算子A在X中为(1<p<infty)生成一个解析半群的事实,作者证明了(**)对于X_p中的任何(u_0),(p>n)都有一个唯一的局部解(u在C((0,tau),D(A)),cap C(0,\tau),X_p))。设Z是\(X_p\)中\(D(A^{1/2})\)的复数,设\(C_{2\pi}(R,Z)\)是将R映射到Z的连续\(2\pi)-周期函数的空间将Lyapunov-Schmidt方法作为分岔参数应用于由紧算子生成的积分方程。这导致了一个有限维分支方程,它相对于某些空间对称群是等变的。在最后一节中,将该理论应用于空间对称(SO(2)乘以O(2)再乘以S)情况下平面Poiseuille流的时间周期解分支问题,其中O(2。在这种情况下,作者证明了斜行波和驻波(沿展向静止,沿下游方向运动)一般都存在分岔。中性表面上有简并点。这些点是用数字确定的。在退化点附近进行分析会得到更复杂的周期解以及准周期解的分支。
审核人:K.R.施耐德

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