高维Oldroyd-B模型的数学理论
结题报告
批准号:
12226344
项目类别:
数学天元基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张剑文
依托单位:
学科分类:
混合型、退化型偏微分方程
结题年份:
2023
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
张剑文
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中文摘要
随着现代材料科学的发展,复杂流体的Oldroyd-B模型越来越受到国内外数学工作者的重视与关注。由于非线性、耦合性以及可能出现的退化或奇性,关于Oldroyd-B模型的数学理论研究具有很大的困难。本项目将在流体力学方程组已有的理论基础上,深入挖掘耦合方程的内蕴结构和非线性结构,运用各类方程的数学理论和分析技巧,寻求新方法和新估计,深入探讨复杂流体动力学模型的适定性理论。本项目将重点研究带张量扩散的三维可压缩Oldroyd-B模型:(1)建立初(边)值问题大初值整体弱解的存在性理论;(2)研究大振荡小初值整体强解的存在性、正则性和长时间性质;(3)探讨小参数极限行为以及边界层/初始层现象。申请人希望根据前期工作经验,结合椭圆/抛物/双曲型方程的数学理论、调和分析技巧、补偿列紧原理等, 在上述问题的研究中取得进展。
英文摘要
With the development of modern materials science, the Oldroyd-B model of complex fluids has attracted more and more attention of mathematicians. From the mathematical point of view, the model is the coupling of the Navier-Stokes equations and the stress tensor equations. Because of the nonlinearity, coupling and possible degeneration or singularity, the mathematical analysis of the Oldroyd-B model is very challenging. Based on the existing literature of fluid mechanics equations, we aim to study the intrinsic and nonlinear structure of coupled equations, and develop new methods and new estimates to explore the mathematical theory of complex fluid dynamics models by applying the techniques of various kinds of equations and the modern analytical tools. This project will focus on the three-dimensional compressible Oldroyd-B model with tensor diffusion: (1) the existence theory of global weak solutions with large data to the initial (boundary) value problems; (2) the existence, regularity and asymptotic behavior of global strong solutions with large oscillations; (3) the vanishing limit and the boundary layer/initial layer phenomenon of small physical parameters. We hope to make some important progress in the mathematical analysis of the above problems by combining the regularity theory of elliptic/parabolic/hyperbolic equations, the techniques of harmonic analysis, the method of compensated compactness, and so on.
复杂流体中的Oldroyd-B模型是描述非牛顿流体的重要数学模型,其数学理论是目前偏微分方程领域的研究热点。本项目研究可压缩Oldroyd-B方程的适定性理论和长时间性质。已取得的成果包括:(1) 研究了三维可压缩粘性扩散Oldroyd-B模型的Cauchy问题,对一类大振荡、含真空的小能量初值证明了“中间弱解”的全局存在性和整体强解的存在唯一性,并给出了解的弱强唯一性;(2)讨论了一类粘性依赖于密度的二维可压Oldroyd-B模型,证明了大初值整体强解的存在性和唯一性;(3)利用相对熵和能量方法研究了具有“坏始值”的可压缩Oldroyd-B模型的不可压缩极限,并研究了扩散系数消失极限以及低魏森贝格数牛顿流极限。项目研究丰富和发展了可压缩流体的数学理论研究成果和研究方法,为将来的深入研究奠定良好的基础。
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
粘弹性流体动力学模型的数学理论研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    张剑文
  • 依托单位:
全国“基础数学”研究生暑期学校
  • 批准号:
    11826023
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张剑文
  • 依托单位:
退化抛物方程的可解性及其在可压缩流体力学中的应用
  • 批准号:
    11671333
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    张剑文
  • 依托单位:
奇性抛物方程理论及其在流体力学中的应用
  • 批准号:
    11271306
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张剑文
  • 依托单位:
磁流体力学中的磁冻结极限和磁边界层问题
  • 批准号:
    10801111
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    张剑文
  • 依托单位:
国内基金
海外基金