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高雷诺数环流的解性质分析

批准号:
12101010
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王定怀
依托单位:
学科分类:
调和分析与逼近论
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王定怀

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
调和分析中建立的许多分析方法诸如极大函数方法,算子插值,奇异积分算子及位势理论等是研究偏微分方程,复分析等领域的重要工具。Littlewood-paley分解,Bony的二次微局部分解技术以及仿积运算等在研究偏微分方程解的适定性等问题都体现了调和分析在偏微分方程研究中的关键作用。 本项目拟运用调和分析方法研究高雷诺数条件下,不同结构类型下Navier-Stokes方程组经典解在一类背景解(环流)附近小扰动时的整体存在性或不稳定性。我们将围绕如下问题进行:(1) 研究两个旋转圆柱面之间的流动,即泰勒-库埃特流,当外环流速度为零时,高雷诺数情形下环流的整体存在性。(2) 研究高雷诺数和非对称扰动的小初值下,环流在外区域问题上的全局存在性。(3)研究非等熵情形,外区域问题上的对称环流在高雷诺数和马赫数下的全局存在性。
英文摘要
Many methods established in harmonic analysis, such as maximum function method, operator interpolation, singular integral operator and potential theory, are important tools in the field of partial differential equation and complex analysis. In the study of the well-posedness of the partial differential equation solution, the Littlewood-paley decomposition, the Bony quadratic micro-local decomposition and the paracomponent operation all show the key role of the harmonic analysis in the partial differential equation research. In this paper, the harmonic analysis method is used to study the global existence or instability of classical solutions of Navier-Stokes equations with high Reynolds number near a kind of background solution (circulatory flows) . We will focus on the following problems: (1) the flow between two rotating cylinders, namely, the Taloy-Couttee flow, when the velocity of the outer circulation is zero, the global existence of the circulatory flows at high Reynolds number is studied. (2) the global existence of the circulatory flows in the outer domain is studied under the condition of High Reynolds number and small initial value of asymmetric perturbation. (3) we will consider the global existence of the symmetric and non-isentropic circulatory flows at high Reynolds number and Mach number.
本研究计划基本按照预定的时间表和任务要求顺利执行,经过我们深入细致的分析与研究,针对与前沿科学问题相关的偏微分方程,取得了一系列重要的研究成果。我们的研究重点集中在三维Taylor–Couette流下的Navier–Stokes方程及其稳定性分析上,这是流体力学领域中的一个核心问题。研究的主要内容涵盖以下几个方面:首先,我们在低雷诺数的条件下,深入探讨了三维流体的非径向对称解的稳定性。这一研究有助于理解流体在特定条件下的行为。其次,我们对导热特性的可压缩Navier–Stokes方程进行了系统性的研究,分析了不同条件下导热现象对流体流动的影响。这一部分的研究成果将为进一步研究流体的热力学特性提供基础。最后,我们开展了Morrey-Campanato空间的研究,探讨了函数光滑性及其在正则解理论中的应用。这一研究为理解高维空间中的函数性质以及解的正则性提供了重要的理论工具。 这些研究成果丰富了流体力学和偏微分方程领域的理论体系,还对后续的相关研究具有较为重要的科学意义和应用前景。我们希望通过这些研究成果,推动该领域的进一步发展,并为实际工程问题的解决提供理论依据。
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