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三维库埃特流亚临界转捩附近的动力学 II:阈值以上情形

偏微分方程分析 2015-06-12 v1 数学物理 math.MP 流体动力学

摘要

这是一对研究不可压缩 Navier-Stokes 方程在高雷诺数 Re\textbf{Re} 下平面周期性三维库埃特流小扰动的工作中的第二篇。在本工作中,我们证明存在独立于 Re\textbf{Re} 的常数 0<c010 < c_0 \ll 1,使得对于任意 δ>0\delta > 0,大小为 ϵRe2/3δ\epsilon \lesssim \textbf{Re}^{-2/3-\delta} 的足够正则的扰动至少存在到 t=c0ϵ1t = c_0\epsilon^{-1},并且由于提升效应(lift-up effect)通常演化为 O(c0)O(c_0)。此外,在时刻 tRe1/3t \gtrsim \textbf{Re}^{1/3} 之后,解的流向依赖性通过混合增强耗散效应迅速减弱,并且解被吸引回“2.5 维”流向无关解(有时称为“条纹”)的类。这些条纹中最大的预期最终会在 tϵ1t \approx \epsilon^{-1} 经历二次不稳定性。因此,我们的工作强烈表明,对于所有(足够正则的)初始数据,在应用数学和物理文献中提出的近稳定性阈值的 3D 库埃特流湍流转捩的“提升效应 \Rightarrow 条纹增长 \Rightarrow 条纹破裂”情景具有普遍性。

关键词

引用

@article{arxiv.1506.03721,
  title  = {Dynamics near the subcritical transition of the 3D Couette flow II: Above threshold case},
  author = {Jacob Bedrossian and Pierre Germain and Nader Masmoudi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1506.03721},
  year   = {2015}
}