不可压缩Boussinesq方程和Euler方程的若干问题研究
批准号:
12101011
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:
于洋海
依托单位:
学科分类:
混合型方程
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
于洋海
中文摘要
不可压缩Boussinesq方程及Euler方程描述了流体运动中的对流现象且被广泛应用到航天航空及气象学等领域,其研究一直是数学物理界长期关注的焦点问题之一。特别地,上述方程的适定性问题是近年来极具吸引力的课题之一。我们将在已有的研究基础上,发展新颖的技巧和有效的方法来研究Boussinesq方程及Euler方程的柯西问题。.(1)、分别利用谱分析及对解映射恰当分解,证明Boussinesq方程在Sobolev空间及Euler方程在Besov空间中解对初值的非一致连续依赖性;.(2)、利用Littlewood-Paley理论,建立三维具变粘性及弱耗散的Boussinesq方程的整体适定性;.(3)、利用线性化方法,构造三维Boussinesq方程的某类整体大解。.本项目的研究内容具有鲜明的物理背景及重要的数学意义。预期研究成果将深入理解流体方程的内在机制并为计算机数值模拟提供理论支撑。
英文摘要
The incompressible Boussinesq equations and Euler equations which describe the convection phenomenon in the motion of fluids have been extensively applied to aeronautics and astronautics, meteorology and so on. The research on them has long been a focus of mathematics and physics. Particularly, the well-posedness problem of the above equations in three dimension has been a fascinating object of research in recent years. Based on our previous works, we will develop some new technics and effective methods to study the Cauchy problem of the Boussinesq equations and Euler equations. .Firstly, we will prove the non-uniform dependence on initial data for the Boussinesq equations in Sobolev space and Euler equations in Besov space by utilizing the spectral analysis and decomposing the solution maps in a suitable way respectively. .Secondly, we will establish the global well-posedness of the three dimensional Boussinesq equations with variable viscosity and weak thermal diffusion by using the Littlewood-Paley theory. .Lastly, we will construct some large solutions to the three dimensional Boussinesq equations with the help of the linearized method..The contents of this project have the profound physical background and important mathematical significance. We hope that the research results will offer insight into the underlying mechanisms of the fluid dynamics and provide theoretical support for numerical simulations in the computer science.
本项目主要对Euler方程与Navier-Stokes方程及相关浅水波模型进行了深入的研究,通过发展新颖的技巧和有效的方法,在适定性理论方面取得了一系列研究成果,包括:证明了Euler方程的解映射在Besov空间中关于初值是非一致连续依赖的;证明了双曲-抛物耦合的Boussinesq-MHD方程的解映射在Sobolev空间中关于初值是非一致连续依赖的;证明了Camassa-Holm方程等浅水波模型的解映射对初值的非一致连续性;建立了Navier-Stokes及Navier-Stoke-Korteweg方程组等的大初值解的整体存在唯一性,对应的初值在不同范数下都是任意大的。本项目还开展了其他方向的研究,尤其是不适定性问题,解决了几类流体方程在不同意义下的不适定性,特别是Camassa-Holm方程、生物数学中的趋化方程及经典的Euler与Navier-Stokes方程等。本项目的研究内容具有鲜明的物理背景及重要的数学意义,丰富了双曲方程解映射对初值连续依赖程度的研究方法,研究成果将深入理解流体力学方程的内在机制并为流体力学方程解的性质研究提供了新的视角。
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