Analysis and numerical analysis of the Helmholtz-Korteweg equation
Patrick E. Farrell, Tim van Beeck, Umberto Zerbinati
我们分析了nematic Helmholtz-Korteweg方程,这是经典亥姆霍兹方程的变体,描述了在nematic order存在的情况下在灾难流体中传播的时间谐波。 一个突出的例子是由nematic液晶给出的,它可以建模为nematic Korteweg流体 - 即压力张量取决于密度梯度的流体和描述各向异分子方向的线状主任。 这些材料表现出各向异的声学特性,可以通过外部电磁场进行调谐,使其对可调声谐振器等潜在应用具有吸引力。 我们以两个和三维空间证明了这个方程的解决方案的存在和独特性,以适合(非共振)波数,并提出其数值解的收敛离散。 这个问题的离散性是微不足道的,因为它需要很高的规律性,并且涉及不熟悉的边界条件;我们通过使用高阶的有限元素和用Nitsche的方法执行边界条件来应对这些挑战。 我们用两个维度的数值模拟来说明我们的分析。
We analyse the nematic Helmholtz-Korteweg equation, a variant of the classical Helmholtz equation that describes time-harmonic wave propagation in calamitic fluids in the presence of nematic order. A prominent example is given by nematic liquid crystals, which can be modeled as nematic Korteweg fluids - that is, fluids whose stress tensor depends on density gradients and on a nematic director describing the orientation of the anisotropic molecules. These materials exhibit anisotropic acoustic pr...