Tangential Boundary Stabilization of Navier-Stokes Equations: Volume 181, Issue 852

ยท ยท
ยท American Mathematical Soc.
เช‡-เชชเซเชธเซเชคเช•
128
เชชเซ‡เชœ
เชฐเซ‡เชŸเชฟเช‚เช— เช…เชจเซ‡ เชฐเชฟเชตเซเชฏเซ‚ เชšเช•เชพเชธเซ‡เชฒเชพ เชจเชฅเซ€ย เชตเชงเซ เชœเชพเชฃเซ‹

เช† เช‡-เชชเซเชธเซเชคเช• เชตเชฟเชถเซ‡

The steady-state solutions to Navier-Stokes equations on a bounded domain $\Omega \subset R^d$, $d = 2,3$, are locally exponentially stabilizable by a boundary closed-loop feedback controller, acting tangentially on the boundary $\partial \Omega$, in the Dirichlet boundary conditions. The greatest challenge arises from a combination between the control as acting on the boundary and the dimensionality $d=3$. If $d=3$, the non-linearity imposes and dictates the requirement that stabilization must occur in the space $(H^{\tfrac{3}{2}+\epsilon}(\Omega))^3$, $\epsilon > 0$, a high topological level. A first implication thereof is that, due to compatibility conditions that now come into play, for $d=3$, the boundary feedback stabilizing controller must be infinite dimensional.Moreover, it generally acts on the entire boundary $\partial \Omega$. Instead, for $d=2$, where the topological level for stabilization is $(H^{\tfrac{3}{2}-\epsilon}(\Omega))^2$, the boundary feedback stabilizing controller can be chosen to act on an arbitrarily small portion of the boundary. Moreover, still for $d=2$, it may even be finite dimensional, and this occurs if the linearized operator is diagonalizable over its finite-dimensional unstable subspace. In order to inject dissipation as to force local exponential stabilization of the steady-state solutions, an Optimal Control Problem (OCP) with a quadratic cost functional over an infinite time-horizon is introduced for the linearized N-S equations.As a result, the same Riccati-based, optimal boundary feedback controller which is obtained in the linearized OCP is then selected and implemented also on the full N-S system. For $d=3$, the OCP falls definitely outside the boundaries of established optimal control theory for parabolic systems with boundary controls, in that the combined index of unboundedness - between the unboundedness of the boundary control operator and the unboundedness of the penalization or observation operator - is strictly larger than $\tfrac{3}{2}$, as expressed in terms of fractional powers of the free-dynamics operator.In contrast, established (and rich) optimal control theory [L-T.2 ] of boundary control parabolic problems and corresponding algebraic Riccati theory requires a combined index of unboundedness strictly less than 1. An additional preliminary serious difficulty to overcome lies at the outset of the program, in establishing that the present highly non-standard OCP - with the aforementioned high level of unboundedness in control and observation operators and subject, moreover, to the additional constraint that the controllers be pointwise tangential - be non-empty; that is, it satisfies the so-called Finite Cost Condition [L-T.2].

เช† เช‡-เชชเซเชธเซเชคเช•เชจเซ‡ เชฐเซ‡เชŸเชฟเช‚เช— เช†เชชเซ‹

เชคเชฎเซ‡ เชถเซเช‚ เชตเชฟเชšเชพเชฐเซ‹ เช›เซ‹ เช…เชฎเชจเซ‡ เชœเชฃเชพเชตเซ‹.

เชฎเชพเชนเชฟเชคเซ€ เชตเชพเช‚เชšเชตเซ€

เชธเซเชฎเชพเชฐเซเชŸเชซเซ‹เชจ เช…เชจเซ‡ เชŸเซ…เชฌเซเชฒเซ‡เชŸ
Android เช…เชจเซ‡ iPad/iPhone เชฎเชพเชŸเซ‡ Google Play Books เชเชช เช‡เชจเซเชธเซเชŸเซ‰เชฒ เช•เชฐเซ‹. เชคเซ‡ เชคเชฎเชพเชฐเชพ เชเช•เชพเช‰เชจเซเชŸ เชธเชพเชฅเซ‡ เช‘เชŸเซ‹เชฎเซ…เชŸเชฟเช• เชฐเซ€เชคเซ‡ เชธเชฟเช‚เช• เชฅเชพเชฏ เช›เซ‡ เช…เชจเซ‡ เชคเชฎเชจเซ‡ เชœเซเชฏเชพเช‚ เชชเชฃ เชนเซ‹ เชคเซเชฏเชพเช‚ เชคเชฎเชจเซ‡ เช‘เชจเชฒเชพเช‡เชจ เช…เชฅเชตเชพ เช‘เชซเชฒเชพเช‡เชจ เชตเชพเช‚เชšเชตเชพเชจเซ€ เชฎเช‚เชœเซ‚เชฐเซ€ เช†เชชเซ‡ เช›เซ‡.
เชฒเซ…เชชเชŸเซ‰เชช เช…เชจเซ‡ เช•เชฎเซเชชเซเชฏเซเชŸเชฐ
Google Play เชชเชฐ เช–เชฐเซ€เชฆเซ‡เชฒ เช‘เชกเชฟเช“เชฌเซเช•เชจเซ‡ เชคเชฎเซ‡ เชคเชฎเชพเชฐเชพ เช•เชฎเซเชชเซเชฏเซเชŸเชฐเชจเชพ เชตเซ‡เชฌ เชฌเซเชฐเชพเช‰เชเชฐเชจเซ‹ เช‰เชชเชฏเซ‹เช— เช•เชฐเซ€เชจเซ‡ เชธเชพเช‚เชญเชณเซ€ เชถเช•เซ‹ เช›เซ‹.
eReaders เช…เชจเซ‡ เช…เชจเซเชฏ เชกเชฟเชตเชพเช‡เชธ
Kobo เช‡-เชฐเซ€เชกเชฐ เชœเซ‡เชตเชพ เช‡-เช‡เช‚เช• เชกเชฟเชตเชพเช‡เชธ เชชเชฐ เชตเชพเช‚เชšเชตเชพ เชฎเชพเชŸเซ‡, เชคเชฎเชพเชฐเซ‡ เชซเชพเช‡เชฒเชจเซ‡ เชกเชพเช‰เชจเชฒเซ‹เชก เช•เชฐเซ€เชจเซ‡ เชคเชฎเชพเชฐเชพ เชกเชฟเชตเชพเช‡เชธ เชชเชฐ เชŸเซเชฐเชพเชจเซเชธเชซเชฐ เช•เชฐเชตเชพเชจเซ€ เชœเชฐเซ‚เชฐ เชชเชกเชถเซ‡. เชธเชชเซ‹เชฐเซเชŸเซ‡เชก เช‡-เชฐเซ€เชกเชฐ เชชเชฐ เชซเชพเช‡เชฒเซ‹ เชŸเซเชฐเชพเชจเซเชธเซเชซเชฐ เช•เชฐเชตเชพ เชฎเชพเชŸเซ‡ เชธเชนเชพเชฏเชคเชพ เช•เซ‡เชจเซเชฆเซเชฐเชจเซ€ เชตเชฟเช—เชคเชตเชพเชฐ เชธเซ‚เชšเชจเชพเช“ เช…เชจเซเชธเชฐเซ‹.