Orientador : Rakesh Kumar Bhatnagar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-15T11:45:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fiorentini_Dario_M.pdf: 1096751 bytes, checksum: a69fd372f29278812d49b77c6de88c5d (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-19T02:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LorcaPizarro_SebastianAntonio_D.pdf: 1280091 bytes, checksum: 7d515274b16d8ac09d18f4cf718d5213 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Doutorado / Doutor em Matemática

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-19T11:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torres_ElvaElianaOrtega_M.pdf: 2648095 bytes, checksum: 363ebe5e7a7d277dc6b22c4a8392c5ed (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Le titre de ma thèse de doctorat est "Equations de Stokes et de Navier-Stokes avec la con- dition de Navier", où j’ai considéré l’écoulement d’un fluide newtonien visqueux, incompressible dans un domaine borné de R3. L’écoulement du fluide est décrit par les équations bien connues de Navier-Stokes, données par le système suivant ∂t − ∆u + (u • ∇)u + ∇π = 0, div u = 0 dans Ω × (0, T )u • n = 0, 2[(Du)n]τ + αuτ = 0 sur Γ × (0, T )u(0) = u0 dans Ω (0.1) dans un domaine borné Ω ⊂ R3 de frontière Γ, éventuellement non simplement connexe, de classe C1,1. La vitesse initiale u0 et le coefficient de friction α, scalaire, sont des fonctions don- nées. Les vecteurs unitaires normal extérieur et tangents à Γ sont notés n et τ respectivement et Du = 1 (∇u + ∇uT ) est le tenseur des déformations. Les fonctions u et π décrivent respective- ment les champs de vitesses et de pression du fluide dans Ω satisfaisant la condition aux limites (0.1.2).Cette condition aux limites, proposée par H. Navier en 1823, a été abondamment étudiée ces dernières années, qui pour de nombreuses raisons convient parfois mieux que la condition aux limites de Dirichlet sans glissement : elle offre plus de liberté et est susceptible de fournir une solution physiquement acceptable au moins pour certains des phénomènes paradoxaux résultant de la condition de non-glissement, comme par exemple le paradoxe de D’Alembert ou le paradoxe de non-collision.Ma thèse comporte trois parties. Dans la première, je cherche à savoir si le problème (0.1) est bien posé en théorie Lp, en particulier l’existence, l’unicité de solutions faibles, fortes dans W 1,p(Ω) et W 2,p(Ω) pour tout p ∈ (1, ∞), en considérant la régularité minimale du coefficient de friction α. Ici α est une fonction, pas simplement une constante qui reflète les diverses propriétés du fluide et/ou de la frontière, ce qui nous permet d’analyser le comportement de la solution par rapport au coefficient de frottement.Utilisant le fait que les solutions sont bornées indépendamment de α, on montre que la solution des équations de Navier-Stokes avec la condition de Navier converge fortement vers une solution des équations de Navier-Stokes avec la condition de Dirichlet, correspondant à la même donnée initiale dans l’espace d’énergie lorsque α → ∞. Des résultats similaires ont été obtenus pour le cas stationnaire.Le dernier chapitre concerne les estimations pour le problème de Robin pour le laplacien : l’opérateur elliptique de second ordre suivant, sous forme divergentielle dans un domaine bornéΩ ⊂ Rn de classe C1, avec la condition aux limites de Robin a été considéré div(A∇)u = divf + F dans Ω, ∂u+ αu = f n + g sur Γ.∂n (0.2) Les coefficients de la matrice symétrique A sont supposés appartenir à l’espace V MO(R3). Aussi α est une fonction appartenant à un certain espace Lq . En plus de prouver l’existence, l’unicité de solutions faibles et fortes, nous obtenons une borne sur u, uniforme par rapport à α pour α suffisamment large, en norme Lp. Pour plus de clarté, nous avons étudié séparément les deux cas: l’estimation intérieure et l’estimation au bord. / My PhD thesis title is "Navier-Stokes equations with Navier boundary condition" where I have considered the motion of an incompressible, viscous, Newtonian fluid in a bounded do- main in R3. The fluid flow is described by the well-known Navier-Stokes equations, given by thefollowing system 1 )t − L1u + (u ⋅ ∇)u + ∇n = 0, div u = 01u ⋅ n = 0, 2[(IDu)n]r + aur = 0 in Q × (0, T )on Γ × (0, T ) (0.1) 11lu(0) = u0 in Qin a bounded domain Q ⊂ R3 with boundary Γ, possibly not connected, of class C1,1. The initialvelocity u0 and the (scalar) friction coefficient a are given functions. The unit outward normal and tangent vectors on Γ are denoted by n and r respectively and IDu = 1 (∇u + ∇uT ) is the rate of strain tensor. The functions u and n describe respectively the velocity2 and the pressure of a fluid in Q satisfying the boundary condition (0.1.2).This boundary condition, first proposed by H. Navier in 1823, has been studied extensively in recent years, among many reasons due to its contrast with the no-slip Dirichlet boundary condition: it offers more freedom and are likely to provide a physically acceptable solution at least to some of the paradoxical phenomenons, resulting from the no-slip condition, for example, D’Alembert’s paradox or no-collision paradox.My PhD work consists of three parts. primarily I have discussed the Lp -theory of well-posedness of the problem (0.1), in particular existence, uniqueness of weak and strong solutions in W 1,p (Q) and W 2,p (Q) for all p ∈ (1, ∞) considering minimal regularity on the friction coefficienta. Here a is a function, not merely a constant which reflects various properties of the fluid and/or of the boundary. Moreover, I have deduced estimates showing explicitly the dependence of u on a which enables us to analyze the behavior of the solution with respect to the friction coefficient.Using this fact that the solutions are bounded with respect to a, we have shown the solution of the Navier-Stokes equations with Navier boundary condition converges strongly to a solution of the Navier-Stokes equations with Dirichlet boundary condition corresponding to the sameinitial data in the energy space as a → ∞. The similar results have also been deduced for thestationary case.The last chapter is concerned with estimates for a Laplace-Robin problem: the following second order elliptic operator in divergence form in a bounded domain Q ⊂ Rn of class C1, withthe Robin boundary condition has been considered1div(A∇)u = divf + F in Q, 11 )u + u = f ⋅ n + g on Γ. (0.2) 2The coefficient matrix A is symmetric and belongs to V MO(R3). Also a is a function belonging to some Lq -space. Apart from proving existence, uniqueness of weak and strong solutions, we obtain the bound on u, uniform in a for a sufficiently large, in the Lp -norm. We have separately studied the two cases: the interior estimate and the boundary estimate to make the main idea clear in the simple set up.

Many interesting problems in classical physics involve the behavior of solutions of nonlinear hyperbolic systems as certain parameter and coefficients becomes infinite. Quite often, the limiting solution (when it exits) satisfies a completely different nonlinear partial differential equation. The incompressible limit of the compressible Navier-Stokes equations is one physical problem involving dissipation when such a singular limiting process is interesting. In this article we study the time-discretized compressible Navier-Stokes equation and consider the incompressible limit as the Mach number tends to zero. For γ-law gas, 1 < γ ≤ 2, D ≤ 4, we show that the solutions (ρ(ε), μ(ε)/ε) of the compressible Navier-Stokes system converge to the solution (1, v) of the incompressible Navier-Stokes system. Furthermore we also prove that the limit also satisfies the Leray energy inequality.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

Les équations fondamentales décrivant la dynamique de l'océan sont en théorie les équations de Navier-Stokes sur une sphère en rotation, auxquelles il faut a jouter une équation d'état pour la densité, et des équations de transport-diffusion pour les traceurs. Toutefois, un certain nombre de considérations physiques et de limitations pratiques ont nécessité le développement de modèles plus simples. En effet, un certain nombre d'hypothèses simplificatrices sont pleinement justifiées du point de vue de la physique des mouvements océaniques, dont les principales sont les approximations de couche mince et de Boussinesq. D'autre part, étant donné les dimensions des bassins océaniques (plusieurs centaines à plusieurs milliers de kilomètres), les coûts de calculs sont un facteur pratique extrêmement limitant. On est, à l'heure actuelle, capable de simuler l'océan mondial avec une résolution de l'ordre de dix kilomètres, en utilisant des modèles dits aux équations primitives, dont le coût de calcul est bien inférieur à celui des équations de Navier-Stokes. On est donc bien loin d'une modélisation complète des phénomènes décrits par ces équations, qui nécessiterait en théorie de considérer des échelles de l'ordre du millimètre. Les équations primitives sont issues des équations complètes de la mécanique des fluides en effectuant l'approximation hydrostatique, justifiée par la faible profondeur des domaines considérés au regard de leur dimension horizontale. Dans cette thèse, nous considérerons les équations de Navier-Stokes (NS) qui sont le coeur du modèle complet évoqué ci-dessus, sans prendre en compte les équations de la densité et des traceurs (salinité, température, etc.). Nous utiliserons l'approximation hydrostatique dans le chapitre 10, et le modèle sera naturellement appelé Navier-Stokes hydrostatique (NSH). Il correspond aux équations primitives dans lesquelles on ne prendrait pas en compte la densité et les traceurs. C'est dans ce cadre que se situe le travail présenté dans cette thèse, avec l'objectif à moyen terme de pouvoir coupler de façon rigoureuse et efficace les équations de Navier-Stokes avec les équations primitives. Dans une première partie, on présentera quelques rappels sur les équations de Navier-Stokes, leur discrétisation, ainsi que le cas-test de la cavité entraînée qui sera utilisé dans tout ce document. Dans une deuxième partie, on met en œuvre les méthodes de Schwarz sur les équations de Stokes et Navier-Stokes, en dérivant notamment des conditions absorbantes exactes et approchées pour ces systèmes. Enfin, dans une troisième partie, on proposera des pistes vers le couplage Navier-Stokes/Navier-Stokes hydrostatique décrit ci-dessus. / Fundamental equations describing the ocean dynamic are theoretically Navier-Stokes equations over a rotating sphere, whom need to add a state equation for the fluid density, and advection-diffusion equations for tracers. However, some physical considerations and practical limitations required to developped more simple models. Indeed, some simplifying hypotheses are well justified from a ocean dynamic point of view, whose principal ones are thin layer and Boussinesq approximations. On the other hand, considering the dimensions of oceans (from serveral hundreds to serveral thousands kilometers), computations costs are a very practical limitating factor. We are, by now, able to simulate the global ocean with about ten kilometers large grid mesh. This is very far from a complete modelisation of all phenomenes decribed by the Navier-Stokes equations, which require to consider scales of milimeters order. Primitives equations derive from complete equations describing fluid mecanics, by doing the hydrostatic approximations, which is justified by the low deepness of considered domains with regard to their horizontal dimension. In this thesis, we are considering Navier-Stokes equations (NS) which are the heart of the complete modele mentionned previously, without holding in account density and tracers equations. We will use the hydrostatic approximations, and the resulting equations will be named as hydrostatic Navier-Stokes equations (NSH).The mid term objective is to couple carefully Navier-Stokes equations with primitive equation. In a first part, we will remind few results for Navier-Stokes equations, their discretization, and the lid-driven cavity which wil be used as a test-case. In a second part, we will use Schwarz method with Stokes and Navier-Stokes equations, deriving in particular exact and approched absorbing interface conditions for these systems. Finally, in a third part, we shall propose first results towards coupling Navier-Stokes and hydrostatic Navier-Stokes equations.