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Navier-Stokes方程Kolmogorov谱的界

数学物理 2009-06-10 v2 math.MP

摘要

u(x,t)u(x,t)为整个R3{\mathbb R}^3或环面R3/Z3{\mathbb R}^3/ {\mathbb Z}^3上Navier-Stokes方程的一个(可能是弱)解。u(,t)u(\cdot,t)的能谱是球面积分E(κ,t)=k=κu^(k,t)2dS(k),0κ<, E(\kappa,t) = \int_{|k| = \kappa} |\hat{u}(k,t)|^2 dS(k), \qquad 0 \leq \kappa < \infty, 或一个合适的近似和。Kolmogorov (1941)和Obukhov (1941)基于尺度不变性和量纲分析的论证预测,三维Navier-Stokes方程的大雷诺数解在惯性范围κ1κκ2\kappa_1 \leq \kappa \leq \kappa_2内应满足E(κ,t)C0ε2/3κ5/3 E(\kappa, t) \sim C_0\varepsilon^{2/3}\kappa^{-5/3} ,至少在平均意义下。我们给出了弱解在范数Fxu(,t)\|{\mathcal F}\partial_x u(\cdot, t)\|_\infty下的全局估计,该估计给出了解满足Kolmogorov定律能力的界。后续结果给出了惯性范围的严格上界和下界,以及Kolmogorov谱区域有效时间的一个上界。

关键词

引用

@article{arxiv.0807.4505,
  title  = {Bounds on Kolmogorov spectra for the Navier - Stokes equations},
  author = {Andrei Biryuk and Walter Craig},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0807.4505},
  year   = {2009}
}

备注

26 pages with one figure