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由缩放 Navier-Stokes 方程对原始方程静水近似的严格证明

偏微分方程分析 2021-03-29 v1

摘要

考虑各向异性 Navier-Stokes 方程以及原始方程。本文证明了在高度为 ε\varepsilon 的柱形域中,各向异性 Navier-Stokes 方程以初值 u0=(v0,w0)Bq,p22/pu_0=(v_0,w_0)\in B^{2-2/p}_{q,p}(当 q2q\ge 21/q+1/p11/q+1/p\le 1,当 q2q\le 24/3q+2/3p14/3q+2/3p\le 1)的解的水平速度,当 ε0\varepsilon \to 0 时以收敛速率 O(ε)\mathcal{O} (\varepsilon ) 依极大-LpL^p-LqL^q-正则性范数收敛到以初值 v0v_0 的原始方程解的水平速度。由于相应垂直速度之差在该范数下有界,此收敛结果在该设定下给出了原始方程中静水近似的严格证明。它特别推广了 Li 和 Titi 在 L2L^2-L2L^2 设定下的结果。此处所呈现的方法不依赖于二阶能量估计,而是依赖于热方程的极大 LpL^p-LqL^q 估计。

关键词

引用

@article{arxiv.1808.02410,
  title  = {Rigorous justification of the hydrostatic approximation for the primitive equations by scaled Navier-Stokes equations},
  author = {Ken Furukawa and Yoshikazu Giga and Matthias Hieber and Amru Hussein and Takahito Kashiwabara and Marc Wrona},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1808.02410},
  year   = {2021}
}

备注

10 pages