Dynamics and Non-Dissipative Approximations of Nonlinear Nonlocal Fluid Equations
非线性非局部流体方程的动力学和非耗散近似
基本信息
- 批准号:2204614
- 负责人:
- 金额:$ 18.47万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-07-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The modeling of hydrodynamic and other field theories usually starts with simpler description of the phenomena – in the form of partial differential equations – and then adds correction terms to better account of the underlying physics. Prototypical of this situation is the addition of viscosity to the Euler equations for an incompressible flow, resulting in the Navier-Stokes equations. The addition of these corrections often have profound consequences, such as making the solutions of the equations better behaved, i.e., regularized, and physically more realistic, but also add further complexities due to the introduction of nonlocal effects and additional spatiotemporal scales and manifested, for example, in the development of boundary layers. This project addresses these issues by investigating the mathematical consequences of various regularization approaches on hydrodynamical models arising in practical applications, such as geophysical fluid dynamics and electrochemistry. The study includes the formulation of effective approximations when the regularization effects are weak, and their use to find new approximation methods to compute the solutions to these problems in those regimes. The project will also provide training opportunities for graduate students and postdocs. The project is aimed at establishing global regularity for critical, non-dissipative Kelvin-Voigt (KV) approximations of hydrodynamic equations. The models considered include the surface quasigeostrophic equation, the inviscid porous medium equation, Darcy-Boussinesq equations, and electroconvection equations in non-Newtonian and porous media. Successful resolution of these problems requires the introduction of novel ideas and analytical tools. The project is to investigate the long-time behavior of solutions of the models and of their KV approximations, including studies of nonlinear stability and instability of specific steady states, and studies of formation of small scales and blow up. The project addresses the validity of the limit of vanishing KV approximation in the equations. The project introduces specific partial KV regularizations of the Navier-Stokes equations, aiming to establish their zero-viscosity limit in the presence of boundaries, their Prandtl expansions and associated Prandtl equations.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
流体力学和其他场论的建模通常从对现象的简单描述开始——以偏微分方程的形式——然后添加校正项以更好地解释潜在的物理。这种情况的原型是在不可压缩流的欧拉方程中加入粘度,从而得到纳维-斯托克斯方程。这些修正的增加通常会产生深远的影响,例如使方程的解表现得更好,即正则化,并且在物理上更现实,但由于引入非局部效应和额外的时空尺度而进一步增加复杂性,例如,在边界层的发展中表现出来。本项目通过研究在实际应用中出现的各种正则化方法对水动力模型的数学结果来解决这些问题,例如地球物理流体动力学和电化学。本文研究了正则化效应较弱时的有效近似,并利用它们寻找新的近似方法来计算这些问题在这些情况下的解。该项目还将为研究生和博士后提供培训机会。该项目旨在为流体动力学方程的临界非耗散Kelvin-Voigt (KV)近似建立全局规则。考虑的模型包括表面准地转方程、无粘多孔介质方程、Darcy-Boussinesq方程以及非牛顿介质和多孔介质中的电对流方程。成功地解决这些问题需要引入新的思想和分析工具。该项目旨在研究模型及其KV近似解的长期行为,包括研究特定稳态的非线性稳定性和不稳定性,以及研究小尺度和爆炸的形成。本文讨论了方程中消失KV近似极限的有效性。该项目引入了Navier-Stokes方程的特定部分KV正则化,旨在建立存在边界的零粘度极限、它们的普朗特展开和相关的普朗特方程。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Global Smooth Solutions of the Nernst–Planck–Darcy System
- DOI:10.1007/s00021-022-00666-7
- 发表时间:2022-02
- 期刊:
- 影响因子:1.3
- 作者:M. Ignatova;Jingyang Shu
- 通讯作者:M. Ignatova;Jingyang Shu
Existence and stability of nonequilibrium steady states of Nernst–Planck–Navier–Stokes systems
能斯特-普朗克-纳维-斯托克斯系统非平衡稳态的存在性和稳定性
- DOI:10.1016/j.physd.2022.133536
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Constantin, Peter;Ignatova, Mihaela;Lee, Fizay-Noah
- 通讯作者:Lee, Fizay-Noah
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Mihaela Ignatova其他文献
Strong Unique Continuation for the Navier–Stokes Equation with Non-Analytic Forcing
- DOI:
10.1007/s10884-012-9282-1 - 发表时间:
2012-12-11 - 期刊:
- 影响因子:1.300
- 作者:
Mihaela Ignatova;Igor Kukavica - 通讯作者:
Igor Kukavica
Mihaela Ignatova的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
相似国自然基金
Non-CG DNA甲基化平衡大豆产量和SMV抗性的分子机制
- 批准号:32301796
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
long non-coding RNA(lncRNA)-activatedby TGF-β(lncRNA-ATB)通过成纤维细胞影响糖尿病创面愈合的机制研究
- 批准号:LQ23H150003
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
染色体不稳定性调控肺癌non-shedding状态及其生物学意义探索研究
- 批准号:82303936
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
变分法在双临界Hénon方程和障碍系统中的应用
- 批准号:12301258
- 批准年份:2023
- 资助金额:30.00 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
BTK抑制剂下调IL-17分泌增强CD20mb对Non-GCB型弥漫大B细胞淋巴瘤敏感性
- 批准号:n/a
- 批准年份:2022
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Non-TAL效应子NUDX4通过Nudix水解酶活性调控水稻白叶枯病菌致病性的分子机制
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
一种新non-Gal抗原CYP3A29的鉴定及其在猪-猕猴异种肾移植体液排斥反应中的作用
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:33 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
非经典BAF(non-canonical BAF,ncBAF)复合物在小鼠胚胎干细胞中功能及其分子机理的研究
- 批准号:32170797
- 批准年份:2021
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
Non-Oberbeck-Boussinesq效应下两相自然对流问题的建模及高效算法研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
植物胚乳发育过程中non-CG甲基化调控的分子机制探究
- 批准号:LQ21C060001
- 批准年份:2020
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
Phase transitions, criticality and non-trivial topological states in non-equilibrium driven-dissipative systems using analytical methods and tensor ne
使用分析方法和张量 ne 的非平衡驱动耗散系统中的相变、临界性和非平凡拓扑态
- 批准号:
2731618 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Studentship
Dissipative structures in the non-equilibrium dynamics of chiral liquid crystal droplets
手性液晶液滴非平衡动力学中的耗散结构
- 批准号:
20K14433 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
CAREER: Dissipative Non-Equilibrium Supramolecular Hydrogels Using Fuels
职业:使用燃料的耗散非平衡超分子水凝胶
- 批准号:
1944875 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Continuing Grant
Development of non-equilibrium thermodynamics simulator applicable to life and social phenomena produced by dissipative structure
开发适用于耗散结构产生的生活和社会现象的非平衡热力学模拟器
- 批准号:
19K04896 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Optimal Control of Dissipative Solids: Viscosity Limits and Non-Smooth Algorithms
耗散固体的最优控制:粘度限制和非光滑算法
- 批准号:
314066412 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Priority Programmes
INSPIRE Track 1: Development of Perception-Action in Non-living, Dissipative Systems
INSPIRE Track 1:非生命耗散系统中感知-行动的发展
- 批准号:
1344275 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Continuing Grant
The analysis of protocol dependence in non-equilibrium dissipative systems and its application to "thermal" engines
非平衡耗散系统中的协议依赖性分析及其在“热”发动机中的应用
- 批准号:
25287098 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Mode Bifurcation from Non-equilibrium Fluctuation into Autonomous Motion: Novel Scenario in Dissipative System
从非平衡涨落到自主运动的模式分岔:耗散系统中的新场景
- 批准号:
25610111 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Coherent structures in non-local active-dissipative equations: theory and computations
非局部主动耗散方程中的相干结构:理论与计算
- 批准号:
EP/J001740/1 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Research Grant
Studies of dissipative state in non-Kramers system Pr-based compounds
非Kramers体系镨基化合物耗散态研究
- 批准号:
24840013 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 18.47万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up