TY  - THES
A1  - Mera, Azal Jaafar Musa
T1  - The Navier-Stokes equations for elliptic quasicomplexes
T1  - Die Navier–Stokes–Gleichungen für elliptische Quasikomplexe
N2  - The classical Navier-Stokes equations of hydrodynamics are usually written in terms of vector analysis. More promising is the formulation of these equations in the language of differential forms of degree one. In this way the study of Navier-Stokes equations includes the analysis of the de Rham complex. In particular, the Hodge theory for the de Rham complex enables one to eliminate the pressure from the equations. The Navier-Stokes equations constitute a parabolic system with a nonlinear term which makes sense only for one-forms. A simpler model of dynamics of incompressible viscous fluid is given by Burgers' equation. This work is aimed at the study of invariant structure of the Navier-Stokes equations which is closely related to the algebraic structure of the de Rham complex at step 1. To this end we introduce Navier-Stokes equations related to any elliptic quasicomplex of first order differential operators. These equations are quite similar to the classical Navier-Stokes equations including generalised velocity and pressure vectors. Elimination of the pressure from the generalised Navier-Stokes equations gives a good motivation for the study of the Neumann problem after Spencer for elliptic quasicomplexes. Such a study is also included in the work.We start this work by discussion of Lamé equations within the context of elliptic quasicomplexes on compact manifolds with boundary. The non-stationary Lamé equations form a hyperbolic system. However, the study of the first mixed problem for them gives a good experience to attack the linearised Navier-Stokes equations. On this base we describe a class of non-linear perturbations of the Navier-Stokes equations, for which the solvability results still hold.
N2  - Die klassischen Navier–Stokes–Differentialgleichungen  der Hydrodynamik werden in der Regel im Rahmen der Vektoranalysis formuliert. Mehr versprechend ist die Formulierung dieser Gleichungen in Termen von Differentialformen vom Grad 1. Auf diesem Weg beinhaltet die Untersuchung der Navier–Stokes–Gleichungen die Analyse des de Rhamschen  Komplexes. Insbesondere ermöglicht die Hodge–Theorie für den de Rham–Komplex den Druck aus den Gleichungen zu eliminieren. Die Navier–Stokes–Gleichungen bilden ein parabolisches System mit einem nichtlinearen Term, welcher Sinn nur für die Pfaffschen Formen (d.h Formen vom Grad 1) hat. Ein einfacheres Modell für Dynamik der inkompressiblen viskosen Flüssigkeit wird von der Burgers–Gleichungen gegeben. Diese Arbeit richtet sich an das Studium der invarianten Struktur der Navier–Stokes–Gleichungen, die eng mit der algebraischen Struktur des de Rham–Komplexes im schritt 1 zusammen steht. Zu diesem Zweck stellen wir vor die Navier–Stokes–Gleichungen im Zusammenhang mit jedem elliptischen Quasikomplex von Differentialoperatoren der ersten Ordnung. So ähneln die Gleichungen den klassischen Navier–Stokes–Gleichungen, einschließlich allgemeiner Geschwindigkeit– und Druckvektoren. Elimination des Drucks aus den verallgemeinerten Navier–Stokes–Gleichungen gibt eine gute Motivation für die Untersuchung des Neumann–Problems nach Spencer für elliptische Quasikomplexe. Eine solche Untersuchung ist auch in der Arbeit mit der Erörterung der Lamé-Gleichungen im Kontext der elliptischen Quasikomplexe auf kompakten Mannigfaltigkeiten mit Rand. Die nichtstationären Lamé-Gleichungen bilden ein hyperbolisches System. Allerdings gibt die Studie des ersten gemischten Problems für sie eine gute Erfahrung, um die linearisierten Navier–Stokes–Gleichungen anzugreifen. Auf dieser Basis beschreiben wir eine Klasse von nichtlinearen Störungen der Navier–Stokes–Gleichungen, für welche die Lösungsresultate noch gelten.
KW  - Navier-Stokes-Gleichungen
KW  - elliptische Quasi-Komplexe
KW  - Navier-Stoks equations
KW  - elliptic quasicomplexes
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398495
ER  -