Regularity and Singularity Formation in Swarming and Related Fluid Models
集群及相关流体模型中的规律性和奇异性形成
基本信息
- 批准号:1815667
- 负责人:
- 金额:$ 11.82万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-01 至 2018-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Swarming is a commonly observed complex biological and sociological phenomenon. The internal interaction mechanism attracts a lot of attention in physics, engineering, biology, and social sciences. This project is devoted to developing a unified mathematical theory towards the understanding of the swarming dynamics, as well as other nonlocal models that share similar structures. These models are widely considered in fluid mechanics, meteorology, astrophysics, biology, and ecology. The study of the regularity and singularity formations of these equations will provide a firm theoretical foundation for these applications, and also help consolidate the validity of these models in describing the natural phenomena. The research will focus on understanding the nonlinear and nonlocal phenomena in swarming dynamics, and models having related structures in fluid mechanics. Three different but related models will be investigated. The first model is the Euler-Alignment system, which describes the flocking behavior in animal swarms. The goal is to develop a robust toolbox to analyze the nonlocal alignment operator and its balance with the drift nonlinearity. Similar behaviors are also observed in other fluid equations including porous medium flow, and surface quasi-geostrophic equations, which will be investigated using the same analytical techniques. The second model is the 2D inviscid Boussinesq equations. The global regularity is one of the outstanding problems in fluid dynamics. The idea is to construct solutions to capture the possible singularity formation, starting from some modified versions of the equations. The third model is the kinetic swarming system. The aim is to investigate the important relation between the kinetic equation and a variety of hydrodynamic limits. In particular, different alignment operators will be considered at the kinetic level. They are expected to lead to different macroscopic limits. All these three sub-projects will advance the mathematical understanding of nonlocal PDEs and related applications. They will also provide education and training to graduate and undergraduate students in this active field.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
蜂群是一种常见的复杂生物和社会学现象。内部相互作用机制引起了物理学、工程学、生物学和社会科学领域的广泛关注。该项目致力于开发统一的数学理论,以理解集群动力学以及具有类似结构的其他非局部模型。这些模型在流体力学、气象学、天体物理学、生物学和生态学中得到广泛考虑。对这些方程的规律性和奇异性形成的研究将为这些应用提供坚实的理论基础,也有助于巩固这些模型在描述自然现象方面的有效性。该研究将侧重于理解群体动力学中的非线性和非局部现象,以及流体力学中具有相关结构的模型。将研究三个不同但相关的模型。第一个模型是欧拉对齐系统,它描述了动物群中的聚集行为。目标是开发一个强大的工具箱来分析非局部对齐算子及其与漂移非线性的平衡。在其他流体方程中也观察到类似的行为,包括多孔介质流动和表面准地转方程,这些方程将使用相同的分析技术进行研究。第二个模型是二维无粘 Boussinesq 方程。整体规律性是流体动力学中的突出问题之一。这个想法是从方程的一些修改版本开始构建解决方案来捕获可能的奇点形成。第三个模型是动力学蜂群系统。目的是研究动力学方程与各种流体动力学极限之间的重要关系。特别是,将在动力学层面考虑不同的对齐算子。预计它们将导致不同的宏观限制。所有这三个子项目都将促进对非局部偏微分方程和相关应用的数学理解。他们还将为这一活跃领域的研究生和本科生提供教育和培训。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Changhui Tan其他文献
First-order aggregation models with alignment
具有对齐功能的一阶聚合模型
- DOI:
- 发表时间:
2015 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
R. Fetecau;Weiran Sun;Changhui Tan - 通讯作者:
Changhui Tan
Hierarchical Construction of Bounded Solutions of div U=F in Critical Regularity Spaces
临界正则空间中div U=F有界解的层次构造
- DOI:
- 发表时间:
2012 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
E. Tadmor;Changhui Tan - 通讯作者:
Changhui Tan
A discontinuous Galerkin method on kinetic flocking models
动力学植绒模型的间断伽辽金法
- DOI:
10.1142/s0218202517400139 - 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:
Changhui Tan - 通讯作者:
Changhui Tan
Critical threshold for global regularity of Euler-Monge-Amp`ere system with radial symmetry
径向对称Euler-Monge-Amp`ere系统全局正则性临界阈值
- DOI:
- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
E. Tadmor;Changhui Tan - 通讯作者:
Changhui Tan
An Exact Rescaling Velocity Method for some Kinetic Flocking Models
一些动力学植绒模型的精确重缩放速度方法
- DOI:
10.1137/140993430 - 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Thomas Rey;Changhui Tan - 通讯作者:
Changhui Tan
Changhui Tan的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Changhui Tan', 18)}}的其他基金
CAREER: Nonlocal partial differential equations in collective dynamics and fluid flow
职业:集体动力学和流体流动中的非局部偏微分方程
- 批准号:
2238219 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Continuing Grant
Nonlocal Transport Equations in Fluids, Swarming, and Traffic Flows
流体、蜂群和交通流中的非局域传输方程
- 批准号:
2108264 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Continuing Grant
Regularity and Singularity Formation in Swarming and Related Fluid Models
集群及相关流体模型中的规律性和奇异性形成
- 批准号:
1853001 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
纯导出范畴和纯奇点范畴
- 批准号:12361008
- 批准年份:2023
- 资助金额:27 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
多能带动量空间融合光子晶体平板偏振奇点的研究
- 批准号:12374362
- 批准年份:2023
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
部分相干光场相干奇点调控、传输及其在信息传递中应用研究
- 批准号:12374311
- 批准年份:2023
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
生物膜的结构与动力学性质:一类介面模型中的几何结构与奇点
- 批准号:12301262
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
面向皮米计量的光学奇点“质心法”测量机制研究
- 批准号:12304330
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
CAREER: Analysis of uncertainty, long-time statistics and singularity formation in fluid flow models
职业:流体流动模型中的不确定性、长期统计数据和奇点形成分析
- 批准号:
2239325 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Continuing Grant
Small Scale and Singularity Formation in Fluids
流体中的小尺度和奇点形成
- 批准号:
2306726 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Standard Grant
Well-Posedness and Singularity Formation in Applied Free Boundary Problems
应用自由边界问题中的适定性和奇异性形成
- 批准号:
2307638 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Standard Grant
Singularity formation in Kahler geometry
卡勒几何中奇点的形成
- 批准号:
2304692 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Standard Grant
Regularity Versus Singularity Formation in Nonlinear Partial Differential Equations
非线性偏微分方程中的正则性与奇异性形成
- 批准号:
2154219 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 11.82万 - 项目类别:
Standard Grant