Exact solution of 3d Navier–Stokes equations for potential motions of an incompressible fluid

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A procedure for constructing an exact solution of the 3D Navier–Stokes equations for the case of potential motion of an incompressible fluid in a deep, large-volume reservoir is proposed. The solution is considered under asymptotic boundary conditions that correspond to a given value of the velocity vector at great depth. The procedure for constructing a solution is based on the integral of the 3D Navier–Stokes equations. By introducing functions of a complex variable, the problem is reduced to a system of Riccati equations, which can be solved analytically. The qualitative features of the solution are examined.

About the authors

A. V. Koptev

Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова

Author for correspondence.
Email: Alex.Koptev@mail.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург

References

  1. Коптев А. В. Интегралы уравнений Навье—Стокса// Тр. Средневолж. мат. о-ва. — 2004. — 6, № 1. — С. 215–225.
  2. Ладыженская O. A. Математические вопросы динамики вязкой несжимаемой жидкости. — М.: Наука, 1970.
  3. Полянин А. Д., Зайцев В. Ф. Обыкновенные дифференциальные уравнения. — М.: Физматлит, 2001.
  4. Fefferman C. L. Existence and Smoothness of the Navier–Stokes Equation. — Princeton Univ., 2000.
  5. Koptev A. V. Integrals of motion of an incompressible medium flow. From classic to modern// in: Handbook on Navier–Stokes Equations. Theory and Applied Analysis. — New York: Nova Science Publishers, 2017. — P. 443–460.
  6. Koptev A. V. Method for solving the Navier–Stokes and Euler equations of motion for incompressible media// J. Math. Sci. — 2020. — 250, № 1. — P. 254–382.
  7. Koptev A. V. Systematization and analysis of integrals of motion for an incompressible fluid flow//Ж. СФУ. Сер. Мат. физ. — 2018. — 11, № 3. — С. 370–382.
  8. Koptev A. V. Constructive method to solving 3D Navier–Stokes equations// 8 Eur. Congr. Math. Book of Abstracts. — Portorozh: Univ. of Primorska Press, 2021. — P. 638–639.
  9. Koptev A. V. Exact solutions of 3D Navier–Stokes equations// Ж. СФУ. Сер. Мат. физ. — 2020. — 13, № 3. — С. 306–313.
  10. Koptev A. V. Deep water movement// in: Navier–Stokes Equations and Their Applications. — New York: Nova Science Publishers, 2021. — P. 83–103.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Коптев А.V.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).