可压缩Navier-Stokes-Korteweg方程解的性态研究

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li5301251975
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
可压缩Navier-Stokes-Korteweg方程描述了一类具内部毛细作用的可压缩粘性流体的运动规律.它起源于J. D. Van der Waals [1]和D. J. Korteweg[2]在十九世纪末和二十世纪初的开创性工作,但直到上世纪80年代才由J. E. Dunn和J. Serrin[3]使用二阶梯度理论严格推出.自从可压Navier-Stokes-Korteweg方程被建立以来,由于所描述的现象的复杂性以及方程组的高度非线性性,关于该方程组的数学理论的研究给数学工作者提出了许多具有挑战性的数学问题,受到了许多数学工作者的关注.目前对这一方程定解问题的整体适定性的研究已经有许多优秀的研究成果,但是都集中在整体解是某一常数状态这一平凡的profile的小扰动的情形,对于该方程组所描述的一些非平凡profile,例如稀疏波、行波、接触间断、静态解、时间周期解等,的非线性稳定性,就我们所知,相关的研究还不多见.本文研究可压缩Navier-Stokes-Korteweg方程所描述的一些非平凡profile,例如稀疏波、行波解、接触间断、静态解、时间周期解等,的非线性稳定性,所得主要结果包含以下三个部分:第一部分(这是本文第二章的主要内容)研究Lagrange坐标下一维可压缩Navier-Stokes-Korteweg方程基本波的非线性稳定性.即研究如下Lagrange坐标下一维等熵的可压缩Navier-Stokes-Korteweg方程Cauchy问题行波和稀疏波的非线性稳定性以及一维非等熵Navier-Stokes-Korteweg方程Cauchy问题粘性接触间断波的非线性稳定性.这里v>0,u,P,e,θ>0分别表示流体的比容,速度,压强,单位质量的内能和绝对温度.常数μ,κ和α分别为粘性系数,毛细系数和热传导率.v±>0,u±和θ±>0表示给定的常数.首先,我们利用相平面分析的方法证明了方程组(0.0.1)1,2行波解的存在性.其次,利用L2能量方法,我们证明了小初值挠动下Cauchy问题(0.0.1)弱行波和强稀疏波以及Cauchy司题(0.0.2)弱粘性接触间断波的时间渐进非线性稳定性.这里弱(强)行波(稀疏波,粘性接触间断波)是指行波(稀疏波,粘性接触间断波)的强度小(大).第二部分(这是本文第三章的主要内容)研究如下三维非等熵的可压Navier-Stokes-Korteweg方程组静态解的存在唯一性以及非线性稳定性.这里(t,x)∈R+×R3,ρ>0表示流体的密度,G(x),F(x)和H(x)分别表示给定的质量源,一般形式的外力和能量源.粘性应力张量S和Cauchy应力张量T分别由下式给定:其中μ,μ’为粘性系数,I表示n×n。阶单位矩阵,(▽u)T表示矩阵▽u的转置W=-κρ▽· υ▽ρ+κ▽·(G(x)▽ρ)是间隙作用流.其余变量的物理涵义同问题(0.0.2)中的相应变量.这里我们假设系数μ,μ’,α和κ均为常数.首先,利用加权L2方法和压缩映像原理,在G(x),F(x)和H(x)的一些小性假设下,我们证明了方程组(0.0.3)1,2,3静态解的存在唯一性.其次,利用基本的能量方法以及方程组(0.0.3)1,2,3的内蕴结构,我们在H3框架中证明了Cauchy问题(0.0.3)静态解的非线性稳定性.第三部分(这是本文第四章的主要内容)研究如下n维等熵的可压Navier-Stokes-Korteweg方程时间周期解的存在性,非线性稳定性和衰减率.这里(l,x)∈R+×Rn,u=(u1,u2,…,un)∈Rn,f(t,x)=(f1(t,x),f2(t,x),...,fn(t,x))是给定的关于t以常数T>0为周期的外力,ρ。o>0是一个给定的常数,其余变量的物理涵义同问题(0.0.3)中的相应变量.利用L2能量方法和方程组(0.0.4)的线性化方程解的衰减估计,在n≥5及外力f的一定小性假设下,我们证明了方程组(0.0.4)的时间周期解的存在唯一性.此外,我们用能量方法证明了时间周期解的非线性稳定性和时间衰减率.
其他文献
期刊
<正>4月1日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所奶产品质量与风险评估创新团队(以下简称奶业创新团队)、农业部奶产品质量安全风险评估实验室(北京)、农业部奶及奶制品质量监
分析了常见同步整流管驱动电路的不足;介绍了一种基于双SG3525的半桥同步整流电路。用实验验证了该控制方法,并详细分析了同步整流管的损耗。
目前,我国基建工程分项目专业承包已形成一个比较成熟的产业链,不但培养出一大批具有国际化的总承包企业,也培育出我国专业化承包市场。为此,财政部针对承包人制定了《企业会
针对海岛城市特点,构建了专门用于评价海岛城市土地承载力的改进的生态足迹模型,为海岛城市土地资源的合理利用提供有效的评价方法。以舟山市为例,使用改进的生态足迹模型,测
在对米样进行感官鉴定的基础上,对不同米样的碱消度图谱进行了研究和统计分析,结果证明,可利用泰国香米和泰国白米的碱消度图谱的差异,快速而准确地测出泰国香米的纯正度(含量),这种
<正>我们每天都会打开微信跟好友聊聊天,或者在朋友圈点点赞,细数下来,很多人用微信已经好几年了。但是使用微信这么久的你,可能并没有想象中那么会玩微信,下面这些微信隐藏
2011年4月26日,中国科学仪器行业目前最高级别的峰会——“2011中国科学仪器发展年会(ACCSI2011)”在北京京仪大酒店隆重召开。该会议由中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会
背景目前脑血管疾病是导致人类死亡的三大疾病之一,近年来发现脑卒中的发病人群正趋于年轻化,这主要与青年卒中的增加有关。随着医学影像学的发展,磁共振血管造影检查为研究