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可压缩流-不可压缩流体交互 PDE 系统的半群适定性之 inf-sup 方法

偏微分方程分析 2022-10-25 v1

摘要

本工作给出了一类建模特定流体-流体相互作用动力学的偏微分方程(PDE)系统的定性与数值结果。该系统建模区域 Ω+R2\Omega^+ \subset \mathbb{R}^2 中的可压缩流体,并通过共享界面 Γ\Gamma 上的特定边界条件强耦合至区域 ΩR2\Omega^- \subset \mathbb{R}^2 中由 Stokes 流建模的不可压缩流体。该系统的适定性通过为其构造半群生成元表示而建立。此表示通过消去其中一个压力变量(将其识别为某边值问题的解)来实现,而适定性则经由 Babuska-Brezzi 定理的非标准使用得以确立。在后续章节中,我们展示了前述适定性的构造性证明如何自然导向某种有限元方法(FEM),并借此对给定耦合 PDE 系统的解进行数值逼近。该 FEM 附有误差估计与相应的收敛速率。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.12895,
  title  = {An inf-sup approach to semigroup wellposedness for a compressible flow - incompressible fluid interactive PDE system},
  author = {Paula Egging and George Avalos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.12895},
  year   = {2022}
}