三维Boussinesq-MHD方程在Navier-slip边界条件下解的存在性
2023-06-21张诗语李俐玫朱芷逸
张诗语 李俐玫 朱芷逸



摘要:研究在光滑有界区域Ω中带Navier-slip边界条件的三维不可压缩Boussinesq-MHD方程组解的存在性问题.首先,运用Galerkin近似法得到方程组弱解的全局存在性.其次在H1范数意义下,通过能量估计得到关于近似解的一致先验估计,再结合标准的极限过程,Gronwall不等式以及初始条件等证明该方程组强解的局部存在唯一性.
关键词:Boussinesq-MHD方程; Navier-slip边界条件; Galerkin近似; 弱解; 强解
中图分类号:O175.29 文献标志码:A 文章编号:1001-8395(2023)05-0601-07
1预备知识
2主要结果与证明
3总结与展望
本文研究了在一般光滑有界区域中,三维不可压缩Boussinesq-MHD方程组在Navier-slip边界条件下解的存在性问题,相较于Boussinesq方程组多了磁场耦合作用,在计算中也相对较复杂.本文需要通过Galerkin近似得到逼近解,并在此基础上通过能量估计得到Boussinesq-MHD方程组的Galerkin截断解H1一致有界估计,最后结合Gronwall不等式得到强解的局部存在性.
另外,可以进一步考虑在Navier-slip边界条件下三维不可压缩Boussinesq-MHD方程组的粘性消失极限问题及其相应的衰减率问题.
参考文献
[1] BIAN D F, GUI G L. On 2-D Boussinesq equations for MHD convection with stratification effects[J]. Journal of Differential Equations,2016,261(3):1669-1711.
[2] 秦文迪. 一類二维MHD-Boussinesq方程组整体解的存在性[J]. 理论数学,2021,11(2):192-200.
[3] CHEN Q L, MIAO C X, ZHANG Z F. The Beale-Kato-Majda criterion for the 3D magneto-hydrodynamics equations[J]. Communications in Mathematical Physics,2007,275(3):861-872.
[4] HE C, XIN Z P. Partial regularity of suitable weak solutions to the incompressible magnetohydrodynamic equations[J]. Journal of Functional Analysis,2005,227(1):113-152.
[5] RAJAGOPAL K R, RUZICKA M, SRINIVASA A R. On the Oberbeck-Boussinesq approximation[J]. Mathematical Models and Methods in Applied Sciences,1996,6(8):1157-1167.
[6] ZHOU D G, LI Z L. Global well-posedness for the 2D Boussinesq equations with zero viscosity[J]. Journal of Mathematical Analysis Applications,2017,447(2):1072-1079.
[7] LAI S H, WU J H, XU X J, et al. Optimal decay estimates for 2D Boussinesq equations with partial dissipation[J]. Journal of Nonlinear Science,2021,31(16):1432-1467.
[8] 郭尚喜. 一维可压缩Navier-Stokes方程初值问题强解的整体存在性[J]. 四川师范大学学报(自然科学版),2020,43(6):768-773.
[9] XIAO Y L, XIN Z P, WU J H. Vanishing viscosity limit for the 3D magnetohydrodynamic system with a slip boundary condition[J]. Journal of Functional Analysis,2009,257(11):3375-3394.
[10] XIAO Y L, XIN Z P. On the invisid limit of the 3D Navier-Stokes equations with generalized Navier-slip boundary conditions[J]. Communications in Mathematics and Statistics,2013,1(2):259-279.
[11] 王雪娜,雍燕. 可压缩流体Navier-slip边界条件问题解的存在性研究[J]. 上海理工大学学报,2017,39(1):15-24.
[12] 杨俊. 三维Boussinesq方程组在slip边界条件下的粘性消失极限的研究[D]. 湘潭:湘潭大学,2017.
[13] 李红民. 关于几类流体方程相关极限的研究[D]. 湘潭:湘潭大学,2019.
[14] 郭连红. 一类Boussinesq方程组带Navier-slip边界条件解的存在性[J]. 数学的实践……