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一维可压缩 Navier-Stokes 方程在一般黏性系数下的涡解:对密度的正则化效应有无

偏微分方程分析 2019-01-11 v1

摘要

我们考虑一维情形下具有一般黏性系数的可压缩黏性流体的 Navier-Stokes 方程。当初始动量 ρ0u0\rho_0 u_0 属于有限测度集 M(R){\cal M}(\mathbb{R}) 且初始密度 ρ0\rho_0 属于有界变差函数集 BV(R)BV(\mathbb{R}) 时,我们证明了全局弱解的存在性。特别地,这允许处理初值动量为 Dirac 质量、初始密度含有激波的情形。我们可以观察到这类初值具有无穷能量。进一步,我们表明,若密度与速度之间的耦合足够强,则初始含有激波的密度会瞬时正则化并变为连续。该耦合通过所谓有效速度 v=u+μ(ρ)ρ2xρv=u+\frac{\mu(\rho)}{\rho^2}\partial_x \rho(其中 μ(ρ)\mu(\rho) 为黏性系数)的正则性来表达。反之,若初始密度与初始速度之间的耦合过弱(典型如 ρ0v0M(R)\rho_0 v_0\in{\cal M}(\mathbb{R})),则我们证明在有限时间内存在弱能量解,但密度在存在时间区间上先验地保持不连续。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.03150,
  title  = {Vortex solutions for the compressible Navier-Stokes equations with general viscosity coefficients in 1D: regularizing effects or not on the density},
  author = {Boris Haspot},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.03150},
  year   = {2019}
}