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通过弱阻尼冯·卡门板实现三维势流的强稳定化

偏微分方程分析 2021-12-24 v1 动力系统

摘要

消除气动弹性不稳定性(导致桥梁、建筑物、机翼的持续振荡)是一个核心的工程与设计问题。在数学上,这转化为由二维弹性结构对三维流进行强渐近稳定化。本文建立了气动波-板模型的稳定化(收敛到静止集)。半空间上的三维势流在边界中嵌入了一个空间有界的冯·卡门板。因此,物理模型是一个具有低正则性耦合条件的诺伊曼波动方程。基于经验观察,我们考察内在的板阻尼能否将亚音速流-板系统稳定到静止点。通过模型的部分正则化,已建立了若干部分结果。若不这样做,由于 Lopatinski 条件(在 Kreiss、Sakamoto 意义上)的失效以及双曲诺伊曼映射的相关正则性缺陷,试图处理给定波边界数据的经典方法未能成功。此处,我们按工程文献中对板模型的做法,不做正则化或修改;我们通过证明弱板阻尼能强稳定化系统轨迹,完全解决了稳定性问题。这是通过对波数据(由板给出)进行微局部化,并观察到在三维波正则性受损之处(特征扇区)板动力学给出的“各向异性”微局部补偿来实现的。为将板的强稳定性“推及”流动,还建立了波和板两个子系统的若干附加稳定性结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.12208,
  title  = {Strong Stabilization of a 3D Potential Flow via a Weakly Damped von Karman Plate},
  author = {Abhishek Balakrishna and Irena Lasiecka and Justin T. Webster},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12208},
  year   = {2021}
}