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正则性超出临界值 $\boldsymbol{ε\in [1,2]}$ 的某些 Besov 空间中 Navier-Stokes 方程的爆破速率

Navier-Stokes blow-up rates in certain Besov spaces whose regularity exceeds the critical value by $\boldsymbol{ε\in [1,2]}$

Joseph P. Davies, Gabriel S. Koch

AI总结:

本文针对有限时间爆破的 Navier-Stokes 方程解,在正则性超出临界值 $ε\in[1,2]$ 的 Besov 空间中建立了爆破速率下界估计,并推广了此前仅适用于特定指标的结果。

摘要:

对于空间维数 $n\geq3$ 中在有限时间 $T>0$ 发生爆破的 Navier-Stokes 方程解 $u$,我们证明爆破估计 ${\\|u(t)\\|}_{\dot{B}_{p,q}^{s_{p}+ε}(\mathbb{R}^n)}\gtrsim_{φ,ε,(p\vee q\vee 2)}{(T-t)}^{-ε/2}$ 对所有 $ε\in[1,2)$ 以及 $p,q\in[1,\frac{n}{2-ε})$ 成立,其中 $s_{p}:=-1+\frac{n}{p}$ 是尺度临界正则性,$φ$ 是用于定义 Littlewood-Paley 投影的截断函数。对于 $ε=2$,我们证明同类型的估计,但仅对 $q=1$ 成立:${\\|u(t)\\|}_{\dot{B}_{p,1}^{s_{p}+2}(\mathbb{R}^n)}\gtrsim_{φ,(p\vee 2)}{(T-t)}^{-1}$ 对所有 $p\in [1,\infty)$ 成立。在额外限制 $p,q\in[1,2]$ 且 $n=3$ 的条件下,这些爆破估计可由以下已有结果推出:Robinson、Sadowski 和 Silva(J. Math. Phys., 2012)在 $ε\in(1,2)$ 情形下对 $p=q=2$ 首次证明的估计,以及 McCormick、Olson、Robinson、Rodrigo、Vidal-López 和 Zhou(SIAM J. Math. Anal., 2016)在 $(ε,q)=(1,2)$ 和 $(ε,q)=(2,1)$ 情形下对 $p=2$ 证明的估计。

英文摘要:

For a solution $u$ to the Navier-Stokes equations in spatial dimension $n\geq3$ which blows up at a finite time $T>0$, we prove the blowup estimate ${\|u(t)\|}_{\dot{B}_{p,q}^{s_{p}+ε}(\mathbb{R}^n)}\gtrsim_{φ,ε,(p\vee q\vee 2)}{(T-t)}^{-ε/2}$ for all $ε\in[1,2)$ and $p,q\in[1,\frac{n}{2-ε})$, where $s_{p}:=-1+\frac{n}{p}$ is the scaling-critical regularity, and $φ$ is the cutoff function used to define the Littlewood-Paley projections. For $ε=2$, we prove the same type of estimate but only for $q=1$: ${\|u(t)\|}_{\dot{B}_{p,1}^{s_{p}+2}(\mathbb{R}^n)}\gtrsim_{φ,(p\vee 2)}{(T-t)}^{-1}$ for all $p\in [1,\infty)$. Under the additional restriction that $p,q\in[1,2]$ and $n=3$, these blowup estimates are implied by those first proved by Robinson, Sadowski and Silva (J. Math. Phys., 2012) for $p=q=2$ in the case $ε\in(1,2)$, and by McCormick, Olson, Robinson, Rodrigo, Vidal-López and Zhou (SIAM J. Math. Anal., 2016) for $p=2$ in the cases $(ε,q)=(1,2)$ and $(ε,q)=(2,1)$.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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