本项目拟利用调和分析和微局部分析等分析工具,椭圆型和双曲型方程理论以及Hamiltonian系统理论来研究水波理论中的如下数学问题(1)曲面水波方程的适定性;(2)曲面水波方程的长波极限和调制极限;(3)曲面水波方程中与KAM理论相关的问题;(4)两相流方程的适定性;(5)两相流方程的长波极限。
water wave problem;long wave limit;blow up;Navier-Stokes equations;
本项目在执行期间主要取得如下主要成果(1 )在数学上严格的证明了水波方程到KP方程的长波极限问题,在Bond数小于1/3情形,得到了KPII方程,在Bond数大于1/3情形,得到了KPI方程,在Bond数等于1/3情形,得到了5阶KP方程;(2)给出了水波方程光滑解三种可能的爆破机制,即Turning wave的形成,曲率破裂以及激波形成;(3)给出了可压缩Navier-Stokes方程光滑解爆破的物理机制,即密度或温度的集中,回答了Nash在1958年提出出的猜测。