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不可压缩 Navier-Stokes 方程 Leray 解的 Onsager 奇异性定理

偏微分方程分析 2019-11-26 v3 数学物理 math.MP 流体动力学

摘要

我们在无粘极限下研究环面 Td{\mathbb T}^d 上不可压缩 Navier-Stokes 方程 Leray 解的全局能量耗散,假设解关于 Besov 空间 B3σ,(Td),B^{\sigma,\infty}_3({\mathbb T}^d), σ(0,1]\sigma\in (0,1] 的范数在时间上以 L3L^3 意义有界,且关于粘性一致有界。我们建立了形如 O(ν(3σ1)/(σ+1))O(\nu^{(3\sigma-1)/(\sigma+1)}) 的能量耗散上界,当 σ>1/3\sigma>1/3 时该上界随 ν0\nu\to0 趋于零。其结果是,只要总能量耗散在 ν0\nu\to 0 极限下趋于零的速度足够慢,Leray 解中就需要 Onsager 型的“准奇异性”。我们还给出了两个充分条件,以保证存在极限弱 Euler 解 uu,该解满足局部能量平衡,并可能由于 Leray 解中的惯性区能量级联而产生反常耗散。对于 σ(1/3,1)\sigma\in (1/3,1),反常耗散消失,弱 Euler 解可能在空间上是“粗糙的”,但保持能量守恒。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.05205,
  title  = {An Onsager Singularity Theorem for Leray Solutions of Incompressible Navier-Stokes},
  author = {Theodore D. Drivas and Gregory L. Eyink},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05205},
  year   = {2019}
}

备注

14 pgs; v2: reorganized main results and added additional technical details to proofs, v3 accepted in Nonlinearity