автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математические модели неограниченного стационарного потока неньютоновской жидкости

Д

(^180

ЗАХАРОВА ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НЕОГРАНИЧЕННОГО СТАЦИОНАРНОГО ПОТОКА НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ

Специальность 05.13.18 - математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидита физико-математических наук

УДК 517.958:Г,31.32

Тверь - 2003

Работа выполнена на кафедре функционального анализ* и геометрии Тверского государственного университета

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук,

доцент И. Ш. Могилевский

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор А. В. Фурсиков доктор физико-математических наук, профессор Ю. В. Шеретов

Ведущая организация:

Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН

Защита состоится « 26 » сентября 2003 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.263.04 при Тверском государственном университете по адресу. 170000, г. Тверь, ул. Желябова, 33, ауд. 52.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тверского государственного университета

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.263.04

доктор техн. наук, профессор

В. Н. Михно

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

С.Петер§УРг с*? О ОЭ 100? л*\1*-С>

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

К неньютоновским жидкостям относятся вязкоэластичные жидкости, растворы, полимеров, жидкие кристаллы, суспензии, различные пластики. Бурное развитие химической промышленности и широкое внедрение пластмасс выдвинули задачу изучения закономерностей движения таких жидкостей. Многие материалы в определенных условиях текут, проявляя свойства нелинейно - вязкой (неньютоновской) жидкости. Различные технологические процессы в химической, нефтяной и пищевой промышленности связаны с течением таких материалов.

Неньютоновской жидкостью является также и кровь. Изучение движения крови с математической точки зрения может привести к построению математического описания сердечных патологий, в частности, инфаркта миокарда. ___

Исследования течения неньтоновских жидкостей в основном носят экспериментальный характер и математическая теория неньютоновской жидкости, аналогичная той, что создана для ньютоновской жидкости, до сих пор не построена.

Речь идет о выборе подходящей модели неньютоновской жидкости в виде системы дифференциальных уравнений, математическом анализе этой системы и описании свойств течения на основе проведенного математического анализа. Критерием выбора модели жидкости является тот факт, что данная модель адекватно описывает реальные течения.

В гидродинамике можно выделить два класса задач — задачи Для ограниченных областей (внутренние задачи) и задачи обтекания (внешние задачи).

Наиболее подробно анализ внутренних задач для рассматриваемого в диссертации класса неньютоновских жидкостей изложен в книге "Движение нелинейной вязкой жидкости" В.Г. Литвинова.

Задача об обтекании препятствия потоком жидкости — одна из наиболее распространенных задач гидродинамики вообще и динамики неньютоновской жидкости в частности. Математическая теория внутренчи* задач для неньютоновсктг" хспдлог'лч:, 1.»к отмечалось в-ш'е, посф^сьа

Е>.Г. Литвиновы:I. Для задач обюк.-литч (внешних задач) такая теория не построена. Математическая теория внешних задач даст возможность получить качественное и количественное описание явлений, наблюдающихся в разного рода технологических процессах. Указанная теория является базой для построения численных методов решения задач обтекания, которые в свою очередь послужат инструментом решения ряда инженерных и технологических проблем. Поэтому построение математической модели внешнего потока неньютоновской жидкости, анализ и описание свойств её течения становятся актуальными научными задачами.

На основании приведенных в литературе экспериментальных данных в диссертации выбирается определенный класс моделей неньютоновских жидкостей и средствами теории дифференциальных уравнений исследуются свойства течений. Речь идет о достаточно медленных течениях, скорость которых на бесконечности фиксирована.

Цели и научные задачи. Целью работы является исследование математической модели внешнего стационарного потока неньютоновской жидкости и анализ свойств течений таких жидкостей.

Для достижения этой цели в работе решены научные задачи:

1. Для модели движения внешнего установившегося потока неньютоновской жидкости поставлена краевая задача для системы дифференциальных уравнений.

2. Проведен анализ математической модели движения стационарного потока неньютоновской жидкости и изучены свойства течений определенных классов жидкостей.

Методы исследования. В диссертации применяются методы теории функций и функционального анализа, методы теории дифференциальных уравнений в частных производных.

Положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель движения квазиньютоновской жидкости в виде краевой задачи для нелинейной системы дифференциальных уравнений в частных производных.

2. Доказательство разрешимости стационарной задачи обтекания ограниченного препятствия в определенных весовых пространствах, основан-

ное на использовании метода последовательных приближений и точном учете свойств функций из весовых пространств.

3. Описание свойств решений задачи об обтекании ограниченного тела потоком вязкой неньютоновской жидкости и характер зависимости решения от данных задачи.

Новизна и теоретическая значимость.

Рассматриваемая в диссертации модель внешнего стационарного потока неньютоновской жидкости рассматривается впервые. Предложенная модель математически адекватно описывает движение внешнего потока для определенного класса жидкостей. Выбран класс функциональных пространств, в которых установлена разрешимость краевой задачи для системы дифференциальных уравнений, описывающей движение потока. Тем самым дано количественное описание явления обтекания ограниченного препятствия установившимся потоком не ньютоновской жидкости с нулевой скоростью на бесконечности.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что исследовав новый класс краевых задач для нелинейных дифференциальных уравнений в весовых пространствах.

Практическая значимость. Практическая значимость работы состоит в том, что результаты диссертации могут послужить базой для численного анализа течения потоков неньютоновских жидкостей. Такой анализ позволит дать точное описание явлений, возникающих в технологических процессах в химической, нефтяной и пищевой промышленнос-тях, а также позволи г исследовать движение крови в сосудах человека и животных.

В диссертации получены следующие основные результаты:

1. Сформулирована краевая задача для системы дифференциальных уравнений, математически описывающая модель движения неограниченного стационарного потока неньютоновской жидкости.

2. Установлена шкала функциональных пространств, позволяющая дать описание свойств решений указанной системы уравнений.

3. Сформулировано условие однозначной разрешимости краевой зада-

чи для системы дифференциальных уравнений в выбранной шкале функциональных пространств.

4. Разработана реализация метода последовательных приближений, дающая способ построения решения.

5. Установлен характер зависимости решений от данных задачи.

Достоверность и обоснованность научных результатов базируются на корректном использовании методов теории дифференциальных уравнений в частных производных, результатов и методов теории функции и функционального анализа. Все сформулированные теоретические положения имеют строгие математические доказательства. Используемые в диссертации методы подтверждают обоснованность полученных результатов.

Используются те методы, которые применялись для исследования ньютоновских жидкостей. Правильность и эффективность этих методов подтверждены экспериментально.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на Втором Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов "Молодежь" и наука — третье тысячелетие" (г. Москва, МГТУ, 2002 г.), на Международной конференции "Navier - Stokes equations and related topics" (г. Санкт - Петербург, ПОМИ РАН, 2002 г.), на Международной конференции "Trends in partial differential equations" (г. Обидуш, Португалия, 2003 г.), а также на научных семинарах кафедры функционального анализа и геометрии ТвГУ (1998-2003 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы и отдельные положения опубликованы в шести печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 118 листах, содержит 3 рисунка и список литературы, включающий 73 наименования.

Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цели и задачи исследования, приводится обзор литературы.

В первой главе проводится обзор используемого в диссертации ада-

тематического аппарата (теория дифференциальных уравнений в частных производных, теория функций и функциональный анализ), вводятся определения используемых функциональных пространств. Формулируется постановка задачи. Вводятся используемые обозначения.

Постановка задачи. Движение сплошной среды характеризуется двумя тензорами — тензором напряжений и тензором скоростей деформаций. Ньютоновскими называют жидкости, для которых тензор напряжений линейно зависит от компонент тензора скоростей деформаций. Те жидкости, для которых существует нелинейная зависимость, называются неньютоновскими.

Тензор напряжений П для рассматриваемого класса жидкостей определяется соотношениями

П = (1 + С(!5|2))3, (1)

г 13 •/ з \Уг

где 5 — тензор скоростей деформаций, ((£) — гладкая непрерывная функция, определенная для £ > 0, ограниченная, имеющая ограниченные первую и вторую производные и удовлетворяющая условиям

<(*)>-1+6, <(0) = 0 (2)

для некоторой положительной константы е.

Существует ряд жидкостей, для которых тензор нал ряжений имеет вид (1), в частности, полимеры, расплавленная сталь и гидроксилэтил-целлюлоза. Для таких жидкостей графики функций ((¿) представлены на рис 1, 2, 3.

При = 0 получаем обычную ньютоновскую жидкость, движение которой описывается хорошо известной системой уравнений Навье - Сток-са.

Рассматривается стационарная задача об обтекании ограниченного тела потоком квазиныотоновской жидкости. Задача состоит в отыскании вектор - функции у{х) и скалярной функции р{х) при заданных внешних силах /. В диссертации рассматривается движение потока с нулевой с\оростьк> н? бесконечности.

Рис1. Полипропилен

о

^-0,2 «И

5-0,4

Ф N

-0,6 -0,8

200

400

-I 600

800

1000

1200

Рис 2. Гидроксилэтилцеллюлоза

0,2 1 - -■ -

0 -

^-0.2 1 •И \ 10 100 1000 10000

-0,4 <ч -0,6

-0,8

-1 — —

Рис 3. Расплавленная сталь

. ь _ . .

0,0001

(б

Ф N

Движение потока описывается следующей системой уравнений

—1/сНу П + (г>У)г) 4- V? = /, сИу у = 0 в П (3)

с граничными условиями

1/|г = 0. Нт г;(х) = 0. 1 ' 4 '

(4)

Здесь Пей3 внешняя область, дополнение к компактному множеству, Г — граница области из класса С3, г> — скорость жидкости, р — давление жидкости. Положительная константа и — коэффициент вязкости, / — заданное векторное поле, характеризующее внешние силы, действующие на жидкость.

Приняты обозначения

Для 1<г<оо, 5 € Я определим весовые £¡¡¡(0) пространства как

Для гл. 6 N, 1 < г < оо, 6 £ II весовые пространства Соболева определяются как

где а — это мультииндекс, |а| = !>,•, Оа = ® = (^1,^2,2:3), П С

Л3, / — вектор - функция.

Щ1,г((1) — банахово пространство с нормой

•ИЛ-

(©V)® = £

ьт = {/ е 27(П) : ||/||гДО = (/(1 + И2)^2|/»г < оо}.

НГЧП) = {/ е I £>"/ е Ь;+Ы(П), О < |а| < тп},

||/||тМП = 11-°в/11г,«+Н,П

В работе используются весовые пространства Я2,Г(П). Решение задачи ищется в классе функций, убывающих на бесконечности. Условие 8 > - ^ гпрагтирует убывание решений ра бесконечности.

Во второй главе исследуется разрешимость и свочс^ вь, -^шенип iiin.ni-ней краевой задачи для системы уравнений Стокса в весовых пространствах Соболева

-1/Ди + V? = /, сНу г> = О в П, (5)

с граничными условиями

®|г=0, Нгп = 0. (6)

Установлена шкала функциональных пространств и сформулировано условие однозначной разрешимости краевой задачи (3), (4) в выбранной шкале функциональных пространств.

Теорема 1. Пусть П — неограниченная область из В?, дополнение к компактному множеству, Г — граница области П из класса С3. Если / € Ьт6+2(0,), —^<¿<1-^, г > 3 и /(х) допускает представление

/» = П»)+ /(«).

где Г(х) удовлетворяет условиям ортогональности

¡¿■Р(1Т = Ъ, ШеЯ? (7)

г

и

то существует одно и только одно решение задачи (5), (6), такое что

ь€Н}г(п), Рея&(П),

и имеет место оценка решения через норму функции /.

В третьей главе исследуется разрешимость задачи (3),(4). Задача (3), (4) исследуется в весовых пространствах Соболева Я|'Г(П). Основной результат работы представлен в виде теоремы 2.

Теорема 2. Пусть П С — внешняя область, дополнение к компактному множеству, Г — граница области из класса С3. Если ((£) удовлетворяет условиям (2), / € Ь}+2(и) и

/» = ¿П«)+ /(«).

где Р(х) удовлетворяет условиям ортогональности (7),

норма ||/||х,£+3(п) достаточно мала, то существует единственное решение задачи (3),(4) такое что

Ф) = 0(и)> прих-^оо,

V е я1'г(П), рен&(О), и выполняется неравенство

1Н1яГ(П) + 1Ь11я^(П) ^ С11/11^+2(П). где параметры связаны соотношениями

г г

Доказательство теоремы 2 проведено в 4 этапа:

1. Преобразование уравнения с выделением главной линейной части. Построение последовательности приближений. Перепишем уравнение (3) в эквивалентном виде

Построим последовательность приближений {(й",рп)}£10 и докажем, что для построенной последовательности

о е нГ( П) х я&(0).

и

Приближение (у°,рс) есть решение cucvewbi Стохса

-vAv° + Vpa=f, div й°=0 в П, €°|r = 0, lim 0°(®) = 0,

Х—УОО v

Приближение (й1,?1) является решением линейной задачи

3 r)v°

-uAv' + Vp1 = / + - £ v°kp-+

fei öxk

+2»c(\s(*B)\2) E

j,ktm 3

div v\x) = 0 в Q с нулевыми граничными условиями

ü1(a:)|r = 0, lim уЧх) - 0.

Приближение (vn,pn) является решением линейной задачи

3 ßvn~l

-vAvn + Vp" = / + 1/Дг»п"1С(|5(®п-,)|а) - Е «Г1 "я-+

4=1

+2^(15(01') Е = §п, (8)

3,к,т 3

div vn(x) = 0 в fi с нулевыми граничными условиями

«"(г)|г = 0, lim йп(г) = 0. (9)

v ' юо '

Доказано, что при условии малости ||/|!ij+2(n) все приближения находятся в одном и том же шаре радиуса R пространства H%'r(Q) х //¿^(П) и верна оценка

2. Доказательство сходимости последовательности приближений. Разность (vn — vm,pn — prn) является решением задачи

-vA{vn - ®m) + V(pn -рт) = 1/Д«"-1С(|5(«п"1)-

3 f)vn~l 3 Я?т~ 1

.n-l^ü_ 4. Vr"1-1

- Y, vr1 + £vk —

-Wasr-1)!2) £ su^SiÄv-1)^^--

div (v" - vm) = 0 в fl с нулевыми граничными условиями

(vn - üm)|r = 0, lim (ün - Dm) = 0.

Для нормы разности

получена оценка

Г - + lbn - рт11я-(п) * - ®011яг--(п) <

,т I || -п—т II

< +11®иНяг-(0); < 2%т

где константа \1 зависит от нормы ||/||^+3(п) и функции £(£). Выбирая ||/|и^+2(п) достаточно малой, можно добиться того, чтобы ц < 1. Тогда

- + IIРП ~ Рт|1я^(п) 0. ПРИ т

оо

Тем самым доказано, что последовательность приближений является фундаментальной, а значит, сходящейся.

3. Доказательство разрешимости краевой задачи (3), (4). Доказано,что предел (у,р) последовательности {(5",рп)} является решением задачи (8), (9) и

п), Рея&(П),

= О(¡¿т), р(х)=0(йт] при ж-4 с»

4. Доказательство единственности решения -идачи (3), (4). Единственность решения установлена с помощью метода, примененного для системы Стокса в работе Р. Финна. Предположим, что есть два решения задачи (3), (4)

(v,p) и (й,д), такие что пара (v,p) является решением задачи

k=i *

j,k,m

div v(x) = О В U с нулевыми граничными условиями

v(®)|r = 0, lim v(x) = 0.

4/1 x-tao 4 '

причем

veHfT(Q), Р6Я&(П), 0(г) = = при а; —> оо.

Пара (ö, q) является решением задачи

-иАй - MöC(|5(ö)|2) + Е

fc—1

-\д£ и 1_

дх.

div й(х) = 0 в Ü с нулевыми граничными условиями

й(г)|г = 0, lim ü{x) - 0.

4 " х-юо 4 '

причем

й€Н|'Т(П), <?€#&( П),

= ° ¿1 , q{x) = 0 ЩТ при X оо.

Рассмотрим разность решении

w = v — и, s = р — q. Тогда пара (го, s) является решением задачи

-vAw - г/Дг;С(|5(г;)|2) + 1/Д«С(|5(й)|2)+

+(W)S-(SV)il-2K'№)|2) £

+2К'(|5(Й)|2) £ + Vs = 0, (10)

},к,т ОХ3

div w(x) =0 вО с нулевыми граничными условиями

й>(х)]Г = О, Итгё(х) = 0. (11)

причем в силу линейности пространств Я|'Г(Г))

п), *еЯ&(П), Мх) = 0 (щ). s(x) = О ^ j при X оо.

Домножим обе части уравнения (10) на решение w(z) и проинтегрируем по области Er, заключенной между поверхностью Г и сферой большого радиуса R. Используя формулу интегрирования по частям и оценивая получающиеся при этом поверхностные интегралы, приходим к неравенству

Q J |Уго|2 dx < 0, ея

где константа Q = 1 - 7||/||2j+3(n) и 7 зависит от функции ((t), констант из теорем вложения.

При условии, что норма ||/llij+2(n) достаточно мала, константа Q будет положительной. А это приводит к противоречию, что и доказывает единственность решения.

Г?*::.,: oopj,>c..T, m.":ar ,-.i?a иг изкачнал р-алрсшимосгь краевой задачи для системы дифференциальных уравнений, математически описывающей модель движения неограниченного установившегося потока неньютоновской жидкости. Результаты исследования позволят дать точное описание явлений, связанных с внешними потоками неньютоновской жидкости.

Основные результаты диссертиции опубликованы в работах:

1. Захарова И.В. Внешняя задача Стокса в весовых пространствах Соболева.// Российской математике - триста лет: Материалы юбилейной научной конференции 24-25 октября 2001 года,- Тверь, ТвГУ, 2002, с. 4446.

2. Захарова И.В. О разрешимости внешней задачи для системы Стокса в весовых пространствах Соболева.// Применение функционального анализа в теории приближений: Сборник научн. тр.,- Тверь, ТвГУ, 2002, с.93-113.

3. Захарова И.В. Стационарная задача об обтекании ограниченного тела потоком вязкой неньютоновской жидкости.// Второй Международный конгресс студентов, молодых ученых и специалистов "Молодежь и наука - третье тысячелетие"/ YSTM-02, Россия, Москва, 15-19 апреля 2002 г.- Тезисы докладов, Часть 2.,с. 14.

4. Захарова И.В. Исследование стационарной задачи об обтекании ограниченного тела потоком вязкой неньютоновской жидкости.// Обозрение прикладной и промышленной математики, 2002, т.9, вып.1, с. 193-194.

5. Захарова И.В. Внешняя задача об установившемся мечении вязкой неньютоновской жидкости.// Сложные системы: Моделирование и оптимизация: Сборник научн., тр., Тверь,- Твер. гос. ун-т, 2002, с. 75 -82.

6. Irina Zakharova An exterior stationary problem for the generalized system of Navier - Stokes equations. // International Conference "Navier - Stokes equations and related topics", Abstracts, St.- Petersburg, Russia, September 11-18, 2002, pp 83-85.

!

! f

И3180

Гз? (8 О

Формат 60*90/16 Объём 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ 130 Тип. «Царь-Колокол» Торжок Лешгаа 18 Подашсано в печать 22.08.2003

Введение.

Глава 1. Постановка задачи.

Вспомогательные результаты.

Глава 2. Внешняя краевая задача для системы Стокса.2'

Глава 3. Математическая модель неограниченного стационарного потока вязкой неньютоновской жидкости.б;

1. Преобразование уравнения с выделением главной линейной части.

Построение последовательности приближений.

2. Доказательство сходимости последовательности приближений.7'

3. Доказательство разрешимости краевой задачи.

4. Доказательство единственности решения краевой задачи.

В основе классической гидродинамики лежит закон Ньютона, согласно которому в случае прямолинейного слоистого (ламинарного) течения имеет место пропорциональная зависимость между касательным напряжением ту действующим в плоскости соприкосновения слоев жидкости, и производной от скорости по направлению, нормальному к этой плоскости, (скоростью сдвига), то есть ду (л \ т = « где ¡1 — коэффициент вязкости жидкости, или просто вязкость, — положительная постоянная, зависящая от температуры.

Жидкости, удовлетворяющие соотношению (1), получили название ньютоновских.

Однако многие материалы, в частности расплавы и растворы полимеров, суспензии, глинистые растворы, масляные краски, фармацевтические и пищевые продукты дают примеры жидкостей, отличных от ньютоновских. Вязкость таких жидкостей, получивших название неньютоновских, является функцией скорости сдвига и температуры. Кроме того, такие жидкости могут проявлять пластические свойства, заключающиеся в наличии некоторого предельного напряжения сдвига, после которого возникает "текучесть среды". Наконец, эти материалы могут проявлять вязкоупругие свойства таким образом, что состояние среды определяется историей ее деформации.

Движение жидкости характеризуется скоростью и давлением. Движение сплошной среды описывается двумя тензорами — тензором напряже ний и тензором скоростей деформаций. Ньютоновскими называют жидкости, для которых тензор напряжений линейно зависит от компонент тензора скоростей деформаций.

Тензор скоростей деформаций 3 имеет вид дУ{ дУп) з з

Те жидкости, для которых тензор напряжений нелинейно зависит от компонент тензора деформаций, называются неньютоновскими. Расплавы и растворы полимеров, концентрированные суспензии, эмульсии, краски представляют собой примеры материалов, обнаруживающих "неньютоновское" поведение.

Для ньютоновских жидкостей тензор напряжений Т имеет вид

Т = -Р1 + 5, где р — давление, I — единичный тензор, 5 — тензор скоростей деформаций.

Уравнения движения такой жидкости суть уравнения Навье - Стокса ду ' ду

Е »к»--<Иу Г = /, (ИУ Ю = О, дЬ к=1 дхк где

Л дТц

I ^ дХ] > ¿=1,2,2

3=1 ^^3

В случае установившегося движения потока жидкости получаем нелинейную стационарную краевую задачу с нулевым условием на границе области

-1/Ай+ Е +=/, сНу й = 0 в 12 к ~ 1. й\дп - 0.

Первым шагом исследования этой задачи является решение аналогичной задачи для линеаризованной системы Стокса с нулевым условием на бесконечности иАй + Vp = /, сИу й — 0 в О й\дп = 0.

В 50-70 годах 20 века была создана математическая теория вязкой несжимаемой ньютоновской жидкости. Была доказана разрешимость и единственность решений начально - краевых задач для уравнений На-вье - Стокса, построены численные методы для описания свойств течения вязкой несжимаемой жидкости. Результаты исследования по уравнениям Навье - Стокса содержатся, в частности, в монографиях О. А. Ладыженской [16,17, 18] и Р. Темама [36]. Экспериментальные данные подтвердили правильность полученной теории для определенного класса жидкостей.

Еще в 50 - х годах 20 века были выявлены несоответствия между математической моделью вязкой жидкости и реальными течениями в ней, так как течения многих жидкостей не описываются адекватно системой уравнений Навье - Стокса.

Бурное развитие химической, нефтяной и пищевой промышленности привели к необходимости построения математической теории для неньютоновских жидкостей. К неньютоновским жидкостям относятся вязко-эластичные жидкости, растворы полимеров, жидкие кристаллы, суспензии, различные пластики. Многие материалы в определенных условиях текут, проявляя свойства нелинейно - вязкой (неньютоновской) жидкости. Развитие промышленности и широкое внедрение пластмасс выдвинули задачу изучения закономерностей движения таких жидкостей. Различные технологические процессы в химической, нефтяной и пищевой промышленности связаны с течением таких материалов. В химическом производстве распространена ситуация движения сильновязкой жидкости в трубе. Одна из возможных моделей движения такого рода жидкостей — модель неньютоновской жидкости. Постоянно возникают новые модели движения неньютоновских жидкостей, предназначенные для адекватного описания реальных течений.

Математический анализ движения неньютоновсих жидкостей стал проводиться в России и других странах в последние 15-20 лет.

Неньютоновской жидкостью является также и кровь. На макроскопическом уровне, стенки артериальных сосудов представляют собой комплексную многослойную структуру, которая деформируется под действием кровяного давления. Определить степень эластичности кровяносных сосудов — довольно трудная задача и обычно вывод об эластичности делается по результатам пульса. Кровь представляет собой суспензию, состоящую из мельчайших частиц (красных и белых кровяных телец); плазмы, состоящей из органических и неорганических солей, протеинов и транспортных субстанций. Поток крови проявляет вязкоэластичные свойства, которыми нельзя пренебрегать, в частности, когда диаметры кровеносных сосудов сравнимы с размерами кровяных телец. Это означает, что при высокой вязкости и медленном потоке кровотока могут образовываться сгустки (тромбы), а низкая вязкость и быстрый кровоток являются следствием разрывов кровеносных сосудов. Таким образом, изучение движения крови с математической точки зрения может привести к построению математического описания сердечных патологий, в частности, инфаркта миокарда. Изучению движения кровотока посвящена работа А. Сикейры [68].

Исследования течения неньютоновских жидкостей в основном носят экспериментальный характер и математическая теория неньютоновской жидкости, аналогичная той, что создана для ньютоновской жидкости, до сих пор не построена.

Одна из первых математических моделей неньютоновской жидкости была предложена О. А. Ладыженской в [16].

В 70-х годах 20 века О. А. Ладыженская предложила для несжимаемых жидкостей вместо уравнений Навье - Стокса рассмотреть уравнения, которые лучше описывают движение неньютоновских жидкостей д

- щ [(1 + ег;2)^] + vkvixk = -рж. + (3)

Т = -pi + pS + ax —s + SVv + (Vv)1 S + a2S\ в которых

Vik = Vixh +VkXi, V = Vik, i,k=1 e — малая положительная постоянная.

Там, где величины \vx\ невелики (порядка 1), система (3) практически не отличается от системы уравнений Навье - Стокса. При больших же |uc| члены, содержащие £, вносят дополнительную вязкость, которой оказывается достаточно для удержания детерминированного процесса. На систему (3) можно смотреть как на способ "регуляризации"системы Навье - Стокса.

Другая модель неньютоновской жидкости это так называемые жидкости второго порядка.

Тензор напряжений для таких жидкостей имеет вид Ж где I — единичная матрица, v(x) = (^1,^2,^3) — поле скоростей, S — тензор скоростей деформаций — имеет вид (2), р — давление, /л = const > О — коэффициент вязкости, ос\ = const > 0 и с*2 = const — нормальные модули напряжений,

Жидкости второго порядка являются частным случаем более общего ** класса жидкостей порядка п, для которых тензор напряжений Т зависит от L = grad v где р — давление, п = 1,2. и 1ДП1) означает (п — 1) - ую производную L.

Дж. Галди и К. Раджагопалом [50] была исследована задача медленного движения тела в несжимаемой жидкости второго порядка. Были доказаны существование и единственность решения уравнений движения для ^ жидкости второго порядка. В частности, было показано, что если на тело не действуют силы и скорость достаточно мала, то решение совпадает с классическим решением Стокса.

М. Ружичка в своих работах [66, 67] исследовал модель электрореологических жидкостей, для которых внешняя часть П тензора напряжений —ф1 + П определяется соотношениями

П = a2i((l + |5|2)^ - 1 )Е®Е+ («si + <*зз|Я|2)(1 + |5|2)^5+

3i(l + \S\2)^(SE ®Е + Е® SE), где 5/2 = (Vv + VvT)/2 — тензор скоростей деформаций и Е — вектор электрического поля, р зависит от \Е\2 и

I<P00<P<P0<00 для некоторых констант р^ и ро.

Е®Е обозначает векторное произведение векторов, Vv есть матрица, состоящая из элементов вида dvj дхк'

VvT есть матрица, транспонированная матрице Vv.

М. Ружичка исследует существование решения в так называемых обобщенных пространствах Лебега Lp^(Tt) и обобщенных пространствах Соболева W1^^). Доказано существование обобщенного решения при условии роо > Обобщенное решение единственно при условии малости данных. Разрешимость получена с помощью теории монотонных операторов для обобщенных пространств Соболева. Существование классического решения получено с помощью метода последовательных приближений и получены оценки вторых производных этого решения. И наконец, был исследован нестационарный поток, для которого получены глобальное существование обобщенного (при условии Роо > 2) и классического решений и единственность последнего.

К. Раджагопал и М. Ружичка [64] в своей работе рассматривают уравнения движения электрореологических жидкостей, для которых имеет место комплексное взаимодействие между термо - механическими и электромагнитными полями. Уравнения отражают природу электрореологических жидкостей и имеют большое значение для математического и численного анализа.

Дж. Малек, К. Раджагопал и И. Нечас в [53] рассматривают жидкости, вязкость которых зависит одновременно от давления и скорости. Ранее глобальное существование решений для таких жидкостей в случае размерности 3 было исследовано Дж. Малеком. Позднее было доказано глобальное существование решение для такого рода жидкостей для случая размерности 2.

Тензор напряжений Т для рассматриваемого в диссертации класса жидкостей определяется соотношениями

Т = -р! + П, (4) где

П = (1 + С(|5|2))5 (5) ЛЫ = {§% +

5| = (Е

3=1 где £(£) — гладкая непрерывная функция, определенная при £ > 0, ограниченная, имеющая ограниченные первую и вторую производные и удовлетворяющая условиям

СИ >-1 + 6, С(0) = 0 (6) для некоторой положительной константы е.

Одна из наиболее распространенных задач — задача об обтекании ограниченного тела потоком вязкой неньютоновской жидкости. На основании приведенных в литературе экспериментальных данных в диссертации выбирается определенный класс моделей квазиньютоновских жидкостей, для которых тензор напряжений Т имеет вид (4), (5), и средствами теории дифференциальных уравнений исследуются свойства течений. Речь идет о достаточно медленных течениях, скорость которых на бесконечности фиксирована. Задача об обтекании препятствия потоком жидкости — одна из наиболее распространенных задач гидродинамики вообще и динамики неньютоновской жидкости в частности. Математическая теория внутренних задач для неньютоновских жидкостей изложена, в частности, в [21]. Для задач обтекания (внешних задач) такая теория не построена. Математическая теория внешних задач даст возможность получить качественное и количественное описание явлений, наблюдающихся в разного рода технологических процессах. Указанная теория является базой для построения численных методов решения задач обтекания, которые в свою очередь послужат инструментом решения ряда инженерных и технологических проблем.

Ряд экспериментальных и теоретических работ посвящен анализу неньютоновской жидкости, для которых тензор напряжений имеет вид (4), (5). В частности весьма подробное исследование такого рода моделей течения вязкой жидкости приведено в монографии В. Г. Литвинова [21]. Жидкости, для которых тензор напряжений имеет вид (4), (5), в этой книге названы квазиньютоновскими.

Основное внимание В. Г. Литвинов уделял вопросу постановки и решения стационарных и нестационарных задач, связанных со сложными течениями нелинейно-вязких жидкостей. При этом теоремы существования и единственности лежат в основе построения приближенных решений соответствующих задач. Эти теоремы совместно с результатами по аппроксимации позволяют правильно выбирать конечномерные подпространства, в которых отыскиваются приближенные решения, и эффективно получать последние. В. Г. Литвиновым был проведен анализ внутренних задач и полученные им результаты нашли свое подтверждение в экспериментальных данных.

В. Г. Литвинов исследовал трехмерные стационарные задачи о движении нелинейно - вязкой жидкости с учетом и без учета инерционных сил. Установлены теоремы существования решений этих задач при однородных граничных условиях, а также и для неоднородных граничных условий, если внешние силы не слишком велики. Для некоторых случаев доказываются теоремы единственности.

В. Г. Литвинов в своей работе использует следующие инварианты тензора скоростей деформаций

1\ = X) Su, i= 1 3

12 = . £ SikSki, i,k—1 где S — тензор скоростей деформаций.

Для несжимаемых жидкостей инвариант 1\ = 0.

Тензор напряжений Т = (сг^) удовлетворяет уравнению Рейнера- Рив-Jtü лина з -p$ij + + 4>2(l2,h) X) SikSkj, к=1 где р — давление, ф\ и Ф2 — материальные функции, <jf>i — кажущаяся вязкость, ф2 — поперечная вязкость, — компоненты единичного тензора.

Для ньютоновских жидкостей ф\ = const, Ф2 = 0. Помимо теоретических аспектов В. Г. Литвинов занимался численным решением задач о движении нелинейно - вязкой жидкости. ^ В частности, исследованы течения расплава полиэтилена; изучена задача, связанная с течением разогретой стали в различных цилиндрах с учетом и без учета проскальзывания на твердой границе. На примере раствора полимера исследовано движение жидкости в различных цилиндрах. Установлен характер вихревых течений для такой жидкости.

Течения таких жидкостей исследованы экспериментально. Результаты экспериментов приведены в [21].

Приведем примеры некоторых функций имеющихся в [21].

1. Для расплава полипропилена

С№) =

-0.0013^/р2 + 0.003 .10"4/2, О < уЦГ2 < 500

0.076 - 0.001 v/p2 - 1.6 • 10"7/2 + 0.8 .10"9(v/p2)3, 500 < I2 < 550

550 < I2 < oo. 2. Для стали, разогретой до 1200 градусов

19М894 0 88) > V 2J2

С№) = о,

0 < h < 2 • 10~4

23.65 • 10872 - 3.08 • 108^ - + 0.6 • 106, 2 • 10"4 < I2 < 8 • 10"

-0.99 + o.i

8 • 10"2 < I2 < oo.

3. Для раствора гидроксилэтилцеллюлозы

C№) =

0, О < < 4

-0.57 + 0.32^/рг - 0.02872 + 0.002(|/2)3/2, 4 < ^ < 10

Г¿щ - 1, 10 < < 1000

-0.97+1000 < Ург < оо

Графики функций ("(¿) имеют асимптоты. 1. Для расплава полипропилена

7о = 0.12, 7i = 0.

2. Для расплава стали

7о = 0.01, 71 = 0. 12

3. Для гидроксилэтилцеллюлозы

70 = 0.03, 71 = 0.

Как видно из представлений функции £(£), приведенные экспериментальные данные подтверждают правильность предположений (6) о свойствах функции С(0> которые используются при доказательстве теоремы существования и единственности.

Графики некоторых функций £(£) представлены ниже.

Рис1. Полипропилен

Рис 2. Гидроксилэтилцеллюлоза

Рис 3. Расплавленная сталь

В монографии В. Г. Литвинова [21], а также в работах М. Ружички и К. Раджагопала [64] исследуются только внутренние задачи, то есть задачи о течении жидкости в ограниченной области.

Настоящая диссертация посвящена исследованию стационарной задачи для квазиньютоновской жидкости в неограниченной области пространства Л3.

Основная задача, исследуемая в диссертации, состоит в определении движения вязкой неньютоновской жидкости, если известны внешние силы, действующие на жидкость, граничный режим и скорость потока на бесконечности.

Движение потока описывается следующей системой уравнений -и<Иу П + + V? = /, <Ну у = 0 в П с граничными условиями где П — внешняя область из

Д3, дополнение к компактному множеству, Г — граница области из класса С3, у — скорость потока, р — давление, / — внешние силы, действующие на жидкость, и — коэффициент вязкости.

Поставленная задача решается в весовых пространствах Соболева. Исследование указанной задачи основано на методах и результатах для внешней стационарной задачи для системы Навье - Стокса.

Внешняя стационарная задача для системы уравнений Навье - Стокса исследована О. А. Ладыженской в [16], где речь идет об обобщенном решении, т. е. решении, которое удовлетворяет некоторому интегральному тождеству.

Доказана однозначная разрешимость задачи Стокса в ограниченных и неограниченных областях при условии

-0|оо = 0.

Линейная стационарная задача первоначально была решена методами теории потенциалов. Именно, Одквистом [61] и Лихтенштейном [55], независимо друг от друга были построены гидродинамические потенциалы, исследованы их свойства и с их помощью решена система Стокса.

Для нелинейной стационарной задачи при малых /,г>°° доказана однозначная разрешимость для ограниченных и неограниченных областей, где v°° — скорость потока на бесконечности для задач в неограниченных областях. Показано, что дифференциальные свойства обобщенных решений улучшаются по мере улучшения гладкости данных задачи и что это улучшение носит локальный характер.

В. А. Солонниковым, А. Новотным и П. Пенелем [31] рассматривалась внешняя стационарная задача для уравнений изотермического движения вязкой сжимаемой жидкости

-tiV2v - (/í + À)Vdivû + Ver + voog = F(<r,v), div v + div (a(v + üqo)) — 0 v\dn = -Voc, v(x) —У 0, cr(x) —»■ 0 при |ж| —> oo, где fj, и Л — постоянные коэффициенты вязкости, удовлетворяющие условиям /1 > 0, А + |/х > 0, г^оо — постоянный вектор, направленный вдоль оси xi:vœ = Vooh^oo ф 0,Гз = (0,0,1), /— заданное векторное поле внешних сил и

F{<t,v) = (1 = <r)f - div ((1 + <t)v ®v)- voo-7^(°v).

Ранее была доказана разрешимость поставленной задачи в пространствах Соболева, позднее — в весовых пространствах Гельдера. Доказаны теоремы существования и единственности при условии малости данных: если внешние силы и скорость на бесконечности малы, то задача однозначно разрешима. Доказательство основано на оценках сингулярных интегралов и решений транспортных уравнений в весовых пространствах.

В. А. Солонниковым в [33] была исследована нестационарная система уравнений Навье - Стокса в цилиндрической области. Разрешимость задачи Дирихле для трехмерной линейной и нелинейной системы Навье -Стокса была установлена в работах Е. Хопфа [52], А. А. Киселева [12, 13, 14] и О. А. Ладыженской [17]. В них были определены обобщенные решения этих задач из различных функциональных классов и показано, что линейная задача всегда однозначно разрешима. Однозначная же разрешимость нелинейной задачи при любых / получена лишь при достаточно малом Г, зависящем от некоторых норм / и неограниченно возрастающем, когда эти нормы стремятся к нулю. Были исследованы дифференциальные свойства решений линейной и нелинейной задач. В частности, были получены оценки решения линейной задачи в нормах Lq и в гельдеров-ских нормах На и с их помощью были исследованы дифференциальные свойства обобщенных решений нелинейной задачи. Доказана однозначная разрешимость внешней стационарной задачи для системы Навье - Стокса при малых данных.

Внешняя задача Стокса была исследована М. Спековиус - Нойгебау-эр в [70] с помощью теории гидродинамических потенциалов в весовых пространствах Соболева. Ею сформулировано условие, гарантирующее разрешимость задачи в весовых пространствах Соболева.

Р. Финн в [45] исследовал внешнюю стационарную задачу для системы уравнений Навье - Стокса i/Aw — w - Vw — Vp = —/, div w = 0 в О, w{x)\dü = w\ Hin w(ж) = -wo, где Q — внешняя область из дополнение к компакту.

В 1965 г. Р. Финном было введено так называемое "физически осмысленное" решение, т. е. решение, удовлетворяющее соотношениям v(x)\ = 0([ж|-1), если Vqo = О, v(x) - -t/od = 0(если Voo ф О, где е может быть произвольно мало, v^ — скорость потока на бесконечности.

Доказательство разрешимости задачи осуществляется с помощью метода Галеркина с использованием тензора Грина. Получены априорные оценки, позволяющие конструктивно построить решения нелинейной задачи при малых данных, такие что \w{x) — wq\ < С\х\~1 при х —> оо.

Было доказано, что если данные достаточно малы, то существует решение задачи, поведение которого соответствует физически осмысленному. Доказана единственность построенных решений в подходящих функциональных классах.

Исследованию внешней стационарной задачи для систем уравнений Стокса и Навье - Стокса посвящена работа С. А. Назарова и К. Пилецкаса [57]. Ими были рассмотрены поставленные задачи с нулевыми условиями на бесконечности

-i/Av + Vp = /, V • v = д х е О, v = h, х £ <9Q, lim v(x) = 0 ж|->оо и

-uAv + (v - V)v + Vp = /, V • v = 0 xGfi, v = h, x £ $0, lim v(x) = 0, a;|—»oo где fi — внешняя область из RK

С. А. Назаровым и К. Пилецкасом было сформулировано условие, гарантирующее однозначную разрешимость задачи Стокса в весовых пространствах Соболева и Гельдера. Получены оценки решений в соответствующих нормах.

Для системы уравнений Навье - Стокса также была доказана однозначная разрешимость при условии достаточной малости данных задачи и получены оценки для ее решения в используемых функциональных пространствах.

Укажем расположение материала диссертации.

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цели и задачи исследования.

В первой главе проводится обзор используемого в диссертации математического аппарата (теория дифференциальных уравнений в частных производных, теория функций и функциональный анализ), вводятся определения используемых функциональных пространств. Формулируется постановка задачи. Вводятся обозначения.

Во второй главе исследуется разрешимость краевой задачи для системы Стокса в весовых пространствах Соболева. Установлена шкала функциональных пространств, позволяющая дать количественное описание решений указанной системы уравнений. Сформулировано условие, при котором доказана однозначная разрешимость краевой задачи в выбранной шкале функциональных пространств.

В третьей главе исследуется разрешимость нелинейной задачи. Решение получено методом последовательных приближений.

Результаты диссертации могут быть использованы для разработки численных методов, что в свою очередь может быть использовано в химической, нефтяной, пищевой промышленности, в фармокологии. г»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации исследуется модель жидкости, для которой тензор напряжений имеет вид

Т=-р1 + П, где

П = (1 + С(|5|2))5,

S — тензор скоростей деформаций.

Установившееся движение неограниченного потока ненютоновской жидкости описывается системой уравнений

-i/div П + (vV)v + Vp = /, div г? = О в Q с граничными условиями vir = 0, lim v(x) = О, |А ' £—»00 V ' ' где Q — дополнение в В? к компактному множеству с гладкой границей.

Предполагаем, что £(£) — гладкая функция, определенная при t > О, ограниченная, имеющая ограниченные первую и вторую производные и удовлетворяющая условиям (3.3).

Доказано, что если правая часть уравнения (3.3) допускает представление = ^(х) + /», где F(x) удовлетворяет условиям (2.47) и £ ^¿+2№0 и норма Ц/Их; (П) достаточно мала, то существует единственное решение краевой задачи (3.1), (3.2) в весовых пространствах v(x) g Н}г(П), р(х) € #&(П).

Для внешней стационарной задачи обтекания ограниченного тела потоком вязкой неньютоновской жидкости получены следующие результаты:

1. Сформулирована краевая задача для системы уравнений, математически описывающая модель движения неограниченного стационарного потока неньютоновской жидкости.

2. Установлена шкала пространств, позволяющая дать количественное описание решений указанной системы уравнений.

3. Сформулировано условие однозначной разрешимости краевой задачи для системы дифференциальных уравнений в выбранной шкале функциональных пространств.

4. Разработана реализация метода последовательных приближений, дающая способ построения решения задачи.

5. Установлен характер зависимости решений от данных задачи.

1. Астарита Дж., Марруччи Дж. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей. М.: Мир, 1978.

2. Бесов О. В. Исследование одного семейства функциональных пространств в связи с теоремами вложения и продолжения. // Труды МИ им. Стеклова, 1961, т. ЬХ, с. 42-81.

3. Бесов О. В. О некотором семействе функциональных пространств. Теоремы вложения и продолжения. // ДАН СССР, т. 126 (6), 1959.

4. Бесов О.В., Ильин В.П., Никольский С.М. Интегральные представления функций и теоремы вложения. М.: Наука, 1975.

5. Джабраилов А. Д. К теории теорем вложения.// Труды МИАН, 1967, т. 89, с. 80-118.

6. Жермен П. Курс механики сплошных сред. Общая теория. М.: Высшая школа, 1983.

7. Захарова И. В. Внешняя задача Стокса в весовых пространствах Соболева.// Российской математике — 300 лет: Материалы юбилейной научной конференции. Тверь: ТвГУ, 2001. с. 44-46.

8. Захарова И. В. О разрешимости внешней задачи для системы Стокса в весовых пространствах Соболева.// Применение функционального анализа в теории приближений: Сб. науч. тр. Тверь: ТвГУ, 2002. с. 93113.

9. Захарова И. В. Исследование стационарной задачи об обтекании ограниченного тела потоком вязкой неньютоновской жидкости.// Обозрение прикладной и промышленной математики. 2002. т. 9, вып. 1, с. 193194.

10. Захарова И. В. Внешняя задача об установившемся течении вязкой неньютоновской жидкости.// Сложные системы: Моделирование и оптимизация: Сб. науч. тр. Тверь: ТвГУ, 2002. с. 75-82.

11. Киселев A.A. Решение линеаризованных уравнений нестационарного течения вязкой несжимаемой жидкости в ограниченных областях.// ДАН СССР, 101, 1955, с. 43-46.

12. Киселев A.A. О нестационарном течении вязкой несжимаемой жидкости при наличии внешних сил.//ДАН СССР, 100, 1955, с. 871-874.

13. Киселев A.A., Ладыженская O.A. О существовании и единственности решения нестационарной задачи для вязкой несжимаемой жидкости./ /Известия АН СССР, 21, 1957, с. 655-680.

14. Колмогоров А.Н. Фомин C.B. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука, 1976.

15. Ладыженская O.A. Математические вопросы динамики вязкой несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1970.

16. Ладыженская O.A. О новых уравнениях для описания движения вязких несжимаемых жидкостей и разрешимости в целом для них краевых задач.//Труды МИАН СССР, 102, 1967, с. 85-104.

17. Ладыженская O.A. О модификациях уравнений Навье — Стокса для больших градиентов скоростей.//Записки научн. семин. ЛОМИ, 7, 1968, с. 126-154.

18. Ладыженская O.A., Солонников В.А., Уральцева H.H. Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа. М., 1967.

19. Ладыженская O.A., Уральцева H.H. Линейные и квазилинейные уравнения эллиптического типа. М., 1964.

20. Литвинов В.Г. Движение нелинейно —вязкой жидкости. М.: Наука, 1982.

21. Литвинов В. Г. Течение полимеров в прямоугольных и эллиптических каналах.//Прикл. мех., 4, 1969, с. 33-39.

22. Мазья В.Г., Пламеневский Б.А. Оценки в Lp и классах Гельдера и принцип максимума Миранда — Агмона для решений эллиптических краевыз задач в областях с особыми точками на границе.// Math. Nachr. 81, 1987, с. 25-82.

23. Мидлман С. Течение полимеров. М.: Мир, 1971.

24. Михлин С. Г. Интеграл Фурье и кратные сингулярные интегралы./ /Вестник ЛГУ, 7, 1957, с. 143-155.

25. Михлин С. Г. Интегральные уравнения и их приложения к некоторым проблемам механики, математической физики и техники.Ш.: Гостех-издат. 1947.

26. Михлин С. Г. Уравнения в частных производных.М.: Высшая школа, 1977.

27. Назаров С.А., Пламеневский Б.А. Эллиптические задачи в областях с кусочно гладкой границей.М.: Наука, 1991.

28. Никольский С. М. О теоремах вложения и продолжения и приближения дифференцируемых функций многих переменных.// Успехи мат. наук. 1961, т. XVI, 5 (101), с. 64-114.

29. Никольский С. М. Поведение дифференцируемых функций из весовых классов на бесконечности.// Труды МИАН, 1972, 117, с. 244-255.

30. Новотны А., Пенель П., Солонников В.А. Исследование задачи обтекания ограниченного тела вязкой сжимаемой жидкостью в пространствах Гельдера.// Записки научн. семинаров Санкт — Петербургского отделения МИ РАН, 14, СПб, 1997.

31. Соболев С.Л. Некоторые применения функционального анализа в математическо физике. М.: Наука, 1988.

32. Солонников В.А. Оценки решений нестационарной линеаризованной системы уравнений Навье — Стокса.//Труды МИАН СССР, 1964, т. 70, с. 213-317.

33. Стейн И. Сингулярные интегралы и дифференциальные свойства функций. М.: Мир, 1973.

34. Прямые и обратные теоремы вложения.// Труды МИ им. Стеклова, т. 55.

35. Темам Р. Уравнения Навье — Стокса.Теория и численный анализ. М.: Мир, 1981.

36. Уилкинсон У. Неньютоновские жидкости. М.: Мир, 1964.

37. Фаддеев Д. К.,Уральцева Н. Н. Избранные главы анализа и высшей алгебры. ЛГУ, 1981.

38. Янков В.И. Основы механики неньютоновских жидкостей. Тверь, 1991.

39. Alliot F., Amrouche С. The Stokes problem in Rn: An Approach in weighted Sobolev Spaces.//Mathematical Models and Methods in Applied Sciences, v. 9, No. 5, 1999, p. 723-754.

40. Babenko K.I. On stationary solutions of the problem of flow past a body of viscous incompressible fluid.//Mat. Sbornik, 91 (131), p. 3-27.

41. Borchers W., Pileckas K. Existence, uniqueness and asymptotics of steady jets.//Arch. Rational Mech. Anal., 120, 1992, p. 1-49.

42. Choquet — Brunat Y., Christodoulou D. Elliptic system in Hsj -spaces on manifolds which are Euclidean at infinity.//Acta Mathematica, 146, 1981, p. 129-150.

43. Coscia V., Galdi G.P. Existence, uniqueness and stability of regular steady motions of a second — grade fluid.//Int. Journal of Non — Linear mechanics. V. 29, No. 4, 1994, p. 493-506.

44. Finn R. On the Exterior Stationary Problem for the Navier — Stokes Equations, and Associated Perturbation Problem.//Archiv for Rational Mechanics and Analysis. 19, 1965, p. 363-406.

45. Finn R. Estimates at infinity for Stationary Solutions of the Navier —

46. Stokes Equations.//Bull. Math. Soc. Sci. Math, et phys. R. P. R., 3, 1959, p. 347-418.

47. Frehse J., Ruzicka M. A new regularity criterion for steady Navier — Stokes equations.//Differ. Integral Egu. 11, No. 2, 1998, p. 361-368.

48. Galdi G.P. An introduction to the Mathematical Theory of the Navier — Stokes Equations. New York, Springer — Verlag, v. 1,2.

49. Galdi G.P. Mathematical theory of second — grade fluids.// Stability and wave prapagation in fluids and solids. 1995, p. 67-104.

50. Galdi G.P., Rajagopal K.R., Necas J. Slow motion of a body in a fluid of second grade.//Int. J. Eng.Sci. 35, No. 1,1997, p. 33-54.

51. Galdi G.P., Vaidya A. Translational Steady Fall of Symmetric Sodies in a Navier — Stokes Liquid, with Application to Particle Sedimentation.//Math. Fluid Mech. 3, 2001, p. 183-211.

52. Hopf E. Uber die Anfangswertaufgabe fur dir hydrodynamischen Grundgleichunger.// Math. Nachrichten. 4, 1950-1951, p. 213-231.

53. Hron J., Malek J., Necas J., Rajagopal K.R. Numerical simulations and global existence of solutions of two — dimensional Sows of fluids with pressure and shear - dependent viscosities.//Math. Comput. Simul. 61, No. 3-6, 2003, p. 297-315.

54. Huppler D. Experimental determination of the secondary normal stress difference for aqueous polymer solutions.//Trans. Soc. of Rheol., 9, No. 2, 1965, p. 273-288.

55. Lichtenstein L. Uber einige Existeizprobleme der Hydrodynamik.// Math. Zeit. 28, 1928, p. 387-415.

56. McOwen R. The Behavior of the Laplacian on Weighted Sobolev Spaces.// Communications on Pure and Applied Math. v. XXXII, 1979, p. 783-795.

57. Nazarov S. A., Pileckas K.On steady Stokes and Navier Stokes problems with zero velocity at infinity in a three — dimensional exterior domain.//Math. Kyoto Univ. (JMK YAZ), 40, 2000, p. 475-492.

58. Nazarov S. A., Plamenevskii B. A. Elliptic boundary value problemsin domains with piece wise smooth boundaries.//Walter de Gruyter and Co, Berlin, 1994.

59. Novotny A., Padula M. LP approach to steady flows of viscous compressible fluids in exterior domain.// Arch. Rat. Mech. Anal. 126, 1994, p. 243-297.

60. Novotny A., Padula M. Note on decay of solutions of steady Navier — Stokes equations in 3 -D exterior domains.// Differential Integral Equations, 8, 1995, p. 1833-1844.

61. Odqvist F.K.G Uberdie Randwertaufgaben der Hydrodynamik zaher Flussigkeiten.//Math. Zeit. 32, 1930, p. 175-329.

62. Poller D., Kotliar A. Effects of degradation of polypropylen melt rheology. // Appl. Pol. Sci., 9, No. 2, 1965.

63. Prohl A., Ruzicka M. On fully implicit space — time discretization for motions of incompressible Quids with shear — dependent viscosities: The case p < 2.//SIAM J. Numer Anal., 39, No. 1, 2001, p. 249.

64. Rajagopal K.R., Ruzicka M. Mathematical modeling of electrorheological materials.//Contin. Mech. Thermodyn. 13, No. 1, 2001, p. 59-78.

65. Rao I. J., Rajagopal K.R. Some simple Hows of a Johnson — Segalman fluid.//Acta Mech. 132, No. 1-4, 1998, p. 209-219.

66. Ruzicka M. Electrorheological fluids: modeling and mathematical theory./ Lecture Notes in Mathematics. Berlin: Springer, 2000.

67. Ruzicka M. Flow of shear dependent electrorheological fluids.// C. R. Acad. Sci., Paris, No. 5, 1999, p. 393-398.

68. Sequeira A. Existence Results for a Generalized Oldroyd -B Model Characterizing the Rheological Behavior of Blood Flow.// Lnternational Conference "Navier —Stokes equations and related topics". Abstract. St. -Petersburg, Russia, 2002, p. 69-70.

69. Solonnikov V.A. Estimates of Oseen"s Potentials in Weighted Holder Spaces.//Math. Nachr. 177, p.307-321/St. Petersburg, Akademi nauk, 1986.

70. Specovius — Neugebauer M. Exterior Stokes Problem and Decay atinfinity./¡Math. Meth. in the Appl. Sci.8, p. 351-367/Teubner Stuttgart, 1986.

71. Zakharova I. An exterior stationary problem for the generalized system of Navier — Stokes equations.// International Conference "Navier — Stokes equations and related topics". Abstract. St. Petersburg, Russia, 2002, p. 83-85.

72. Zakharova I. An external stationary problam for quasinewtonian fluids. (в печати)

73. Zygmund A., Calderon A. On the existence of certain singular integrals. // Acta Math. 88, 1952, p. 85-139.