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使用Clebsch势研究三维欧拉方程:几何耗竭的双重机制。 (英语) Zbl 1391.76058号

非线性 31,2号,R25-R51(2018); 增编同上,第31号,第8,3973(2018)。
小结:在使用分散在文献中的Clebsch势对3D Euler方程进行了调查分析后,我们报告了一些初步的新结果。
1
假设流场没有冲量场和涡量场的零点,我们研究了Clebsch势施加的约束如何导致退化的几何结构,通常以非线性损耗的形式出现。我们考虑一个由\(\boldsymbol{\omega}\)和另一个材料矢量\。我们确定了几何损耗的双重机制,并表明如果\(\boldsymbol{W}\)不产生零,则至少其中一种机制正在起作用。这表明,在具有Clebsch势的流中形成奇点的可能性比在更一般的流中要小。对排除“I型”爆破给出了一些论据。对于处处具有Clebsch势的流动,排除奇异性的形成仍然是一个数学挑战。
2
我们利用经典微分几何运动学方法,根据流体动力学变量,以及第一、第二和第三基本形式,写出了Clebsch势涡度面的Gauss-Weingarten方程。特别地,我们推导了可能奇异点附近高斯曲率大小的约束。另一方面,高斯-博内定理的应用表明,表面的切向曲率在近奇点附近变得很大。
三。
利用具有高度对称性的空间周期流,即Taylor-Green涡旋和Kida-Pelz流的初始条件,我们给出了具有异常奇异表面的Clebsch势的显式公式。这是通过使用合适的正则变换将已知表达式与螺线管脉冲变量(即不可压缩速度)连接起来实现的。通过一个简单的论证,我们表明它们在三维欧拉方程的时间演化下继续形成材料分离。在此基础上,我们认为,如果形成奇点,则会与这些特殊的材料表面相关。在全球范围内拥有Clebsch潜力的困难已经伴随我们很长一段时间了。该提案试图利用它们的缺失来识别和定位可能的奇点,从而将困难转化为优势。

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76B03型 不可压缩无粘流体的存在性、唯一性和正则性理论
76B47码 不可压缩无粘流体的涡旋流动
35问题35 与流体力学相关的PDE
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