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    jamp
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    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2327-4352
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   <issn publication-format="print">
    2327-4379
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2025.1311220
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    jamp-147268
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     <subject>
      Articles
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     <subject>
      Physics 
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     <subject>
       Mathematics
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   <title-group>
    A New Two-Dimensional Blood Flow Model and Its RKDG Approximation
   </title-group>
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      <surname>
       Yolhan
      </surname>
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       Mannes
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff1"> 
      <sup>1</sup>
     </xref>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Mehmet
      </surname>
      <given-names>
       Ersoy
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff1"> 
      <sup>1</sup>
     </xref>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Ömer Faruk
      </surname>
      <given-names>
       Eker
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff2"> 
      <sup>2</sup>
     </xref>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Aimed
      </surname>
      <given-names>
       Ajroud
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff3"> 
      <sup>3</sup>
     </xref>
    </contrib>
   </contrib-group> 
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     aInstitut de Mathématiques de Toulon (IMATH), Université de Toulon, La Garde, France
    </addr-line> 
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    <addr-line>
     aCHU de Bordeaux, Université Claude Bernard Lyon 1, Bordeaux and Lyon, France
    </addr-line> 
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   <aff id="aff3">
    <addr-line>
     aEcole d’ingénieurs Seatech, Université de Toulon, Toulon, France
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   <pub-date pub-type="epub">
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     03
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     11
    </month>
    <year>
     2025
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   </pub-date> 
   <volume>
    13
   </volume> 
   <issue>
    11
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    3930
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   <lpage>
    3967
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      26,
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      September
     </month>
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      2025
     </year>
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    <date date-type="published">
     <day>
      15,
     </day>
     <month>
      September
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      15,
     </day>
     <month>
      November
     </month>
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      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    We propose a new two-dimensional blood flow reduced model taking into account of complex artery geometry as in the case of severe aneurysm. We derive the model from the three-dimensional Navier-Stokes equations written in a curvilinear coordinate system under the thin-artery assumption, with boundary conditions including wall tissue deformation. We show that the model is energetically consistent with the full Navier-Stokes problem. This model, obtained via radial averaging, is, up to our knowledge, the first one. It has the advantage of being more accurate than the classical one-dimensional models and being solved in a reasonable time in comparison with the Navier-Stokes models. To this purpose, we use a Runge-Kutta Discontinuous Galerkin (RKDG) method to solve the two-dimensional problem. We end the paper with several numerical test cases to show the efficiency and robustness of the numerical model, and in particular, we show the limit of the one-dimensional models in the case of a severe aneurysm.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Blood Flow
    </kwd> 
    <kwd>
      Asymptotic Analysis
    </kwd> 
    <kwd>
      Thin-Artery Assumption
    </kwd> 
    <kwd>
      Energy Consistency
    </kwd> 
    <kwd>
      RKDG Method
    </kwd> 
    <kwd>
      Aneurysm
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Modeling the cardiovascular system in arteries holds a central place in medical science, particularly in connection with cardiovascular diseases such as coronary heart disease, stroke, peripheral artery disease, aneurysms, and others. This is especially important today in understanding and forecasting the impact of developed countries’ way of life on people’s healthcare (around 30% of cardiovascular disease deaths are from developed countries). Therefore, it is of major interest to develop an accurate mathematical model.</p>
   <p>The dynamic of such flow is mainly influenced by the fluid-structure interaction with the artery wall. The forecast to predict the motion of blood through the artery is a difficult task to which substantial effort has been devoted <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-1">
     [1]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-8">
     [8]
    </xref>.</p>
   <p>One of the most widely used models to describe the motion of blood through the artery is the one-dimensional (1D) Blood Flow equation derived, for instance, in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
     [6]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-9">
     [9]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-11">
     [11]
    </xref>. This classical model is a hyperbolic system of Partial Differential Equations (PDE) describing the conservation laws linking the wall elasticity to the fluid dynamics. This model is derived from an ansatz for the velocity profile in Equation (2) and reads,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>where the unknowns 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> stands artery’s section area (assumed to be cylindrical), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the flow rate and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> is the mean speed over the artery’s section (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
     [6]
    </xref> for further details). The function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> denotes the pressure of blood at the wall and reads,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       b 
     </mi> 
    </math> encompasses the elastic behavior of the artery, i.e., 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       E 
     </mi> 
    </math> is the Young’s modulus, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math> is the Poisson ratio, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> is the wall thickness. The velocity profile is given by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> is an integer (often set to 9, see for instance <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
     [6]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-12">
     [12]
    </xref>). The friction term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> is defined as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ν 
     </mi> 
    </math> is the kinematic viscosity of the blood. In Equation (1), the Bousinessq coefficient is given by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (c.f. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
     [6]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-7">
     [7]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-12">
     [12]
    </xref>). In recent work, inspired from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-13">
     [13]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-15">
     [15]
    </xref>, an inviscid hyperbolic one-dimensional model and a viscous one was derived without the ansatz assumption and by section-averaging techniques. These models are</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the radius, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> the area, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> the flow rate, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> the mean speed of blood per section, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ρ 
     </mi> 
    </math> the density of blood, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math>, the pressure, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ν 
     </mi> 
    </math> the kinematic viscosity, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> a negative friction coefficient. For these models, several mathematical and physical properties have been obtained. These two new one-dimensional models, while similar to existing ones in the literature, are derived using a well-known technique used, for instance, in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-14">
     [14]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-16">
     [16]
    </xref>. This method allows the construction of each asymptotic term one by one, distinguishing it from the classical approach using ansatz (see Equation (1) and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
     [6]
    </xref>). The most notable advantage of these one-dimensional models is the ease of implementation of fast and robust numerical methods and providing good results in the context of quasi-cylindrical arteries.</p>
   <p>Although, in the presence of aneurysms, both previously derived models may suffer from precision issues due to the non-uniform deformation in the radial direction <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-17">
     [17]
    </xref>. To avoid those issues a three-dimensional model can be used, however, it leads to costly numerical computations. This leads to our idea of developing the first two-dimensional blood flow model in complex artery geometry. This new model reads</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
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            + 
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             ( 
           </mo> 
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            <msub> 
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             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
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           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
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             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
             <mrow> 
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                R 
              </mi> 
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              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
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                </mi> 
               </mrow> 
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                 2 
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              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
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              </msup> 
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            </mfrac> 
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             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
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             ∂ 
           </mo> 
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             s 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
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                  R 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <msub> 
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                 Q 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
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            </mn> 
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              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi mathvariant="script">
            C 
          </mi> 
          <mi>
            sin 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mfrac> 
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            <msubsup> 
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             </mi> 
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               s 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mfrac> 
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            + 
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          <mn>
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            R 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
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             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
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                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
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           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
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          <mi>
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          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
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          </msub> 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
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            <msub> 
             <mi>
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             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
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           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
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               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
               <mrow> 
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                  R 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
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               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
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           <mi>
             s 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
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               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
               <mrow> 
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                  R 
                </mi> 
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                  θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msup> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
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            </mi> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi mathvariant="script">
            C 
          </mi> 
          <mi>
            sin 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is now define as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       s 
     </mi> 
    </math> the curvilinear abscissa and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math> the angle, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math> the pressure, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       C 
     </mi> 
    </math> the curvature of the</p>
   <p>artery and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> a negative friction coefficient. This new model takes into account the variations of the geometry more accurately than one-dimensional models and yields to less expensive numerical method than the three-dimensional ones.</p>
   <p>We outline the rest of the paper as follows: in Section 2, as our starting point we present the Navier-Stokes equations and the boundary conditions including friction and the wall law deformation. We derive the radial-averaged two-dimensional equations. In Section 3, we use a Discontinues Galerkin (DG) method from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-18">
     [18]
    </xref> called the Runge-Kutta Discontinues Galerkin method (RKDG). We use explicit Runge-Kutta for time integration. We provide extensive numerical testing in Section 4 of the resulting code. A Julia<sup id="fn1">
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-#fnr1">
      1
     </xref></sup> implementation of this code, written by Y. Mannes and M. Ersoy, is freely available on request.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. On the Derivation of a New Two-Dimensional Model for Blood Flow in Arteries</title>
   <p>In this section, we present the full derivation of the new two-dimensional model for blood flow (Equation (5)) starting from the Navier-Stokes equations.</p>
   <sec id="s2_1">
    <title>2.1. Navier-Stokes Equations in a Curvilinear Coordinate System</title>
    <p>We aim to construct a mathematical model for blood flow in an artery consistent with the phenomena that can affect its motion. We propose a model reduction of the three-dimensional Navier-Stokes equations leading to a new two-dimensional model following the technique in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-14">
      [14]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-16">
      [16]
     </xref>. We study the case of a curvilinear artery (with a star-like cross-section, see <xref ref-type="fig" rid="fig1">
      Figure 1
     </xref>) and consider suitable boundary conditions to account for artery wall radial deformation and friction. In contrast with existing models for which the radius is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        θ 
      </mi> 
     </math>-independant, we assume here that the radius is a function of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        θ 
      </mi> 
     </math>, thus yielding radial non-uniform deformation. This assumption allows us to, accurately, describe aneurysms, stenosis, etc.</p>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 1. Artery shape.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId93.jpeg?20251118021557" />
    </fig>
    <p>We start in Subsection 2.1.1 by reviewing the Navier-Stokes equations in a curvilinear coordinate frame (using a Serret-Frenet in a cylindrical framework), describing the physics with the artery wall boundary. We then introduce the boundary condition at the wall in Subsection 2.1.2.</p>
    <p>Regarding arteryshape2d, we consider arteries with star-like cross-sections, meaning, all cross-sections are convex to a curve 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        L 
      </mi> 
     </math> the length of the artery, and belong to the orthogonal plane to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        s 
      </mi> 
     </math> stands for the curvilinear abscissa. Moreover, we suppose 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        c 
      </mi> 
     </math> verifies 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ″ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>We consider an incompressible fluid moving in the time-space domain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ℝ 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(6)</p>
    <p>where, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> belongs to the orthogonal plane of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as displayed in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the radius of the cross-section at a particular angle 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        θ 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> an arbitrary final time.</p>
    <p>We assume that the velocity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </math> of the viscous flow satisfies, on the domain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </math>, the three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mtext>
             div 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mtext>
             div 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mo>
               ⊗ 
             </mo> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mtext>
             div 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(7)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> the cartesian basis, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        P 
      </mi> 
     </math> is the pressure and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </math>, the density of the fluid. Finally, the stress tensor is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ν 
      </mi> 
     </math> is the kinematic viscosity. Consider the following change of variable,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(8)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          ← 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ← 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∧ 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ← 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ″ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the curvature of the artery, then the domain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </math> from Equation (6) is expressed as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 2. Serret frenet frame.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId161.jpeg?20251118021557" />
    </fig>
    <p>The velocity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the radial speed, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the angular speed and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the axial speed.</p>
    <p>The coordinate transformation reads 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> leading to the following Jacobian matrix, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi mathvariant="script">
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi mathvariant="script">
            C 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mtext>
         det 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the torsion of the curve and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi mathvariant="script">
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         cos 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. The inverse Jacobian matrix then reads, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi mathvariant="script">
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         det 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Coordinate change in Equation (8) leads to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
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                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          T 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi mathvariant="script">
         T 
       </mi> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         div 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          T 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
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                   <mi>
                     cos 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     sin 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mi>
                      θ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
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         div 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
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                  ∂ 
                </mo> 
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                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
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                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
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                </mi> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
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                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
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                  ∂ 
                </mo> 
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                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <msub> 
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                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
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                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    σ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtable> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
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              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
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                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
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              <mtd> 
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                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
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               </mrow> 
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                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
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             <mtr> 
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                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
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                    s 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
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                </msub> 
               </mrow> 
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               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtable> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
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                   ∂ 
                 </mo> 
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                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
                <msub> 
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                   u 
                 </mi> 
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                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
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                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
                <msub> 
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                   u 
                 </mi> 
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                   θ 
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                </msub> 
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                  + 
                </mo> 
                <mfrac> 
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                     ∂ 
                   </mo> 
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                     θ 
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                  </msub> 
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                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
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                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
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                 </mrow> 
                 <mi>
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                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
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                 </mi> 
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                   s 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mi>
                    cos 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
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                     θ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
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                     u 
                   </mi> 
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                     r 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     θ 
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                  </msub> 
                  <msub> 
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                     u 
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                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </mfrac> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mi>
                    sin 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      cos 
                    </mi> 
                    <mi>
                      θ 
                    </mi> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       r 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      sin 
                    </mi> 
                    <mi>
                      θ 
                    </mi> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       θ 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(9)</p>
    <p>Finally, the Navier Stokes equations from Equation (7) in curvilinear coordinates from Equation (8) are</p>
    <p>Divergence equation:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          T 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(10)</p>
    <p>Radial momentum equation:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
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                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
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               r 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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               β 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
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                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
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                </mi> 
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               </msub> 
               <mo>
                 + 
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               <mfrac> 
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                    ∂ 
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                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
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                 <msub> 
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                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
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           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
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                u 
              </mi> 
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              </mi> 
             </msub> 
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               + 
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             <mfrac> 
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               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
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                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
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                 + 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <msub> 
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                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
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          </mn> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
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             + 
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           <msub> 
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           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               C 
             </mi> 
             <mi>
               cos 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(11)</p>
    <p>Angular momentum equation:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
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           − 
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             C 
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           </mi> 
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             + 
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                  θ 
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                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
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                  u 
                </mi> 
                <mi>
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
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                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
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              ) 
            </mo> 
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       </mtr> 
       <mtr> 
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         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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           + 
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            T 
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            ( 
          </mo> 
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             r 
           </mi> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
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                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
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                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
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                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <msub> 
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                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
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              ∂ 
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            </mi> 
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             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
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              </mi> 
             </msub> 
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               − 
             </mo> 
             <msub> 
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              </mi> 
              <mi>
                θ 
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             </msub> 
            </mrow> 
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              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               C 
             </mi> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
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               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
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                 </mi> 
                 <msub> 
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                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(12)</p>
    <p>Axial momentum equation:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
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          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
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            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi mathvariant="script">
            C 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
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                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
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               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
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                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
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               r 
             </mi> 
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               β 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
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              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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               β 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
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                  </mi> 
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                    s 
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                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
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                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
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                  </mi> 
                  <mi>
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                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
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                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
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             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
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               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
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                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
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                  <mi>
                    u 
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                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
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                  <mi>
                    u 
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                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi mathvariant="script">
              C 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               cos 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(13)</p>
    <p>Crucial to our model derivation is the particular situation at the wall boundary, where the effect of wall deformation plays a central role. The wall boundary is the set of points</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>We define Γ’s tangential and outward normal vectors by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        G 
      </mi> 
     </math> are the axial, circumferential and normal arclength</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mo>
                      ∂ 
                    </mo> 
                    <mi mathvariant="script">
                      T 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    β 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mo>
                      ∂ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      θ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mo>
                      ∂ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      θ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mo>
                      ∂ 
                    </mo> 
                    <mi mathvariant="script">
                      T 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    β 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Since the wall is assumed to be rough, it produces friction, and due to its elastic behavior, it may get deformed. We take friction into account by considering the following Navier boundary condition on the wall Γ,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(14)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is a friction term. Fluid-structure interaction is modeled with the condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>As assumed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref>, thanks to the following hypothesis:</p>
    <p>H1 Small thickness and plain stresses: the vessel wall thickness 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        h 
      </mi> 
     </math> is assumed to be, a constant, small enough to allow a shell-type representation of the artery geometry. The vessel structure is subjected to plain stresses.</p>
    <p>H2 Radial displacement: the artery is described by a star-like cross-section around a curvilinear curve, and its displacements are only in the radial direction.</p>
    <p>H3 Small deformation gradients and linear elastic behavior: we suppose that the artery wall behaves like a linear elastic solid where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          T 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> are assumed to be bounded in time.</p>
    <p>H4 Incompressibility: the wall tissue is incompressible <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-12">
      [12]
     </xref>.</p>
    <p>H5 Dominance of circumferential stresses. Stresses acting along the axial direction can be neglected compared to circumferential ones.</p>
    <p>One can derive the wall dynamic law:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             ext 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(16)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the displacement of the wall, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the initial radius of the artery, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the wall tissues density, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        h 
      </mi> 
     </math> is the wall thickness,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the external pressure 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> is a function of the Young modulus 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        σ 
      </mi> 
     </math> from Equation (9) is the fluid stress tensor at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> is the fluid pressure at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Remark. These assumptions allow us to properly set the asymptotic regime discussed in the following sections of this paper. More precisely,</p>
    <p>H1 implies that the arterial wall thickness can be considered small compared to the artery radius. This assumption holds both for large and small arteries.</p>
    <p>H2 represents a fundamental limitation of this model, clearly marking the boundary with 3D models. Nevertheless, it remains far more reasonable than in the 1D case.</p>
    <p>H3 can be relaxed, as is often done in the 1D framework; the adaptation to 2D should be similar. However, our objective here is to show that a bidimensional model with arbitrary friction can still retain energetic consistency with the Navier-Stokes equations. For this reason, we did not include a very detailed arterial wall model. Such a refinement could nonetheless be necessary for complex studies of blood flow in cerebral arteries. Similarly, aneurysm cases might be affected by the absence of hyperelasticity.</p>
    <p>H4 is reasonable for a solid such as the arterial wall.</p>
    <p>H5 may seem restrictive in light of <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref>, where the authors show how to avoid it. In our case, the same calculation can also be carried out, and the corresponding term can be added if needed. However, it remains of lower order in the asymptotic expansion presented later in this paper. The derivation of the arterial model is not detailed here, but a complete derivation confirms the asymptotic consistency of the model. We choose to keep the assumption for consistency with <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref> but it is a direct consequence of the asymptotic regime.</p>
    <p>Gathering Equations (14), (15) and (16), boundary conditions can be written:</p>
    <p>Normal boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(17)</p>
    <p>Axial tangential boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               C 
             </mi> 
             <mi>
               cos 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              T 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
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                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
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                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
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                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
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                  u 
                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
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                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
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                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
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                    r 
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                   + 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mi>
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                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
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            </mi> 
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            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(18)</p>
    <p>Angular tangential boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
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            </mi> 
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           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
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              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
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                </mi> 
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              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
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                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
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                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
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                 θ 
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                  u 
                </mi> 
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                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
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           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                ∂ 
              </mo> 
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              </mi> 
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               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
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               2 
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                ∂ 
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              </mi> 
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              </mi> 
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             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
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                </mo> 
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                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
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              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
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                  ∂ 
                </mo> 
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                </mi> 
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                 + 
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               <mfrac> 
                <mrow> 
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                    ∂ 
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                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
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                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
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                </mi> 
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                </mi> 
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                  s 
                </mi> 
               </msub> 
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                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
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                  <mi mathvariant="script">
                    T 
                  </mi> 
                 </msub> 
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                    u 
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                    r 
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                   + 
                 </mo> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
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                   θ 
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                    s 
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                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
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           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
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                θ 
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             <mi>
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             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(19)</p>
    <p>Wall dynamic law</p>
    <p>
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          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
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            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
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              0 
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            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
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            t 
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          </mn> 
         </msubsup> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                T 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  T 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(20)</p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>2.2. Blood Flow Model with Wall Deformation via Radial-Averaging</title>
    <p>We now proceed to write the Navier-Stokes equations with boundary conditions in non-dimensional form. Next, under a thin-artery assumption, we consider the radius of the artery to be small compared to the length, introducing a small parameter 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math>. This assumption may be rather restrictive for large arteries. However, it has been shown that a similarly derived one-dimensional model remains effective in such cases <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref>. The applicability of our model to strongly deformed arteries requires thorough testing in order to properly define its range of validity. Such a study lies beyond the scope of this paper, since our focus here is on the model derivation and its energetic consistency rather than on an exhaustive validation.</p>
    <p>We formally make an asymptotic expansion of the Navier-Stokes system in first order with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math>. Finally, we derive a radial-averaged first-order two-dimensional model for blood flow. Our approach is similar to those used in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-14">
      [14]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-16">
      [16]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-19">
      [19]
     </xref>.</p>
    <p>To derive the blood flow model, we assume that the artery’s radius is small compared to its length and that radial variations in velocity are small compared to axial ones. This is achieved by postulating a small parameter ratio</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≪ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        L 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are the scales of, respectively, radius, length, radial velocity, angular velocity, and axial velocity. As a consequence, the time</p>
    <p>scale 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> is such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. We also choose the pressure scale to be</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(21)</p>
    <p>It is convenient to define 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math>, as finite constants with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math>, while 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. This allows us to introduce the dimensionless quantities of time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>, space ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>), pressure 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> and velocity field ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) via the following scaling relations</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                U 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                U 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             : 
           </mo> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                U 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math>(22)</p>
    <p>We also rescale the following coefficients</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                U 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                U 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                U 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <msubsup> 
              <mi>
                U 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi mathvariant="script">
              C 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi mathvariant="script">
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow></mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math>(23)</p>
    <p>Finally, we define the non-dimensional Reynolds number 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> yielding to the asymptotic regime</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(24)</p>
    <p>Let us also remark that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mi mathvariant="script">
            C 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
           and 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mi mathvariant="script">
              T 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>With these assumptions, the effect of torsion is neglected.</p>
    <p>Using these dimensionless variables, Equations (21)-(24) in the Navier-Stokes equations from Equations (10)-(13), we get</p>
    <p>Dimensionless divergence equation:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi mathvariant="script">
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>Dimensionless radial momentum equation:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
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             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
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         , 
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    <p>with</p>
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           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
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         </mi> 
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               ˜ 
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               ˜ 
             </mo> 
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             + 
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                ˜ 
              </mo> 
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                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
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               ˜ 
             </mo> 
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                ˜ 
              </mo> 
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                ˜ 
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               </mo> 
              </mover> 
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              ) 
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             + 
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                ˜ 
              </mo> 
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              </mi> 
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                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
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               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
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              ( 
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                ˜ 
              </mo> 
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                 u 
               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
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                 u 
               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
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             </msub> 
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             + 
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               ˜ 
             </mo> 
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           </mfrac> 
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              ∂ 
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               T 
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               ˜ 
             </mo> 
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              ( 
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                 ˜ 
               </mo> 
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                 ˜ 
               </mo> 
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            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
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           + 
         </mo> 
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              C 
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           </mo> 
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           </mi> 
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             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
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         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
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            ν 
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            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
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                r 
              </mi> 
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                ˜ 
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              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
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              ∂ 
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             </mi> 
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               ˜ 
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            </mover> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
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                β 
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                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
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                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
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                 </mi> 
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                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
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               </msub> 
               <mo>
                 + 
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               <mfrac> 
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                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
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                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
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                     u 
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                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    θ 
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                </mrow> 
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                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mover accent="true"> 
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               r 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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                ∂ 
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              <mover accent="true"> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
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              <mover accent="true"> 
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                 u 
               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
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           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
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              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
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                </mi> 
                <mn>
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               </msup> 
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                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <msub> 
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                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi mathvariant="script">
                C 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               cos 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
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                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
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               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Dimensionless angular momentum equation:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
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            ∂ 
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
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          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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            1 
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              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
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            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
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               ˜ 
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            </mover> 
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              r 
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           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
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             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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            1 
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             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
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             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
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               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
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              C 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
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           <mi>
             sin 
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           <mover accent="true"> 
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              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
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             β 
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             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
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             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
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          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
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            1 
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               ˜ 
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           </msub> 
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              ( 
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                ˜ 
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             <mover accent="true"> 
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                β 
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              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
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                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
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                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
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                 − 
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                     u 
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                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
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                 </mi> 
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                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
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                ) 
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             </mrow> 
            </mrow> 
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              ) 
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             + 
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           <mfrac> 
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             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
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                 ˜ 
               </mo> 
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                θ 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
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           </mfrac> 
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            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
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          <mi>
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           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
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      </mtable> 
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            δ 
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           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
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                ˜ 
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                ˜ 
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              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
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                    ∂ 
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                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
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                     u 
                   </mi> 
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                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
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              ∂ 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mfrac> 
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                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
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                <mover accent="true"> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
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                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
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                  ∂ 
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                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
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                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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               r 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
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               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
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                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi mathvariant="script">
                C 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
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                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Dimensionless axial momentum equation:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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          <mover accent="true"> 
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             t 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
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              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
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             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              r 
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           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
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             </mi> 
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               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
             θ 
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             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
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            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
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          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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            <mi mathvariant="script">
              C 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
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           <mi>
             sin 
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              ˜ 
            </mo> 
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
             β 
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             ˜ 
           </mo> 
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         </mfrac> 
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          <mover accent="true"> 
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             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
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           = 
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                ˜ 
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            </mo> 
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                ˜ 
              </mo> 
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                ˜ 
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             − 
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               C 
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               ˜ 
             </mo> 
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              </mi> 
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                ˜ 
              </mo> 
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             <mover accent="true"> 
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                ˜ 
              </mo> 
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              ˜ 
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               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
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              s 
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           + 
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           </mi> 
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           , 
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             s 
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             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
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           = 
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              C 
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            </mo> 
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           </mo> 
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         </mfrac> 
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           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            r 
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           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
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          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
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           + 
         </mo> 
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                ˜ 
              </mo> 
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                ˜ 
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              ( 
            </mo> 
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              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
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                ∂ 
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               <mi mathvariant="script">
                 T 
               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
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               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
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                r 
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                ˜ 
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                ˜ 
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             </mover> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
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                    ∂ 
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                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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            1 
          </mn> 
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            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
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          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
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                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi mathvariant="script">
               C 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               cos 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Similarly, the boundary conditions from Equations (17)-(20) become</p>
    <p>Dimensionless normal boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi mathvariant="script">
             T 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(29)</p>
    <p>Dimensionless axial tangential boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi mathvariant="script">
              C 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
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        </mn> 
       </msup> 
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        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
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         , 
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     </math>(30)</p>
    <p>with,</p>
    <p>
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             R 
           </mi> 
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             s 
           </mi> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
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           = 
         </mo> 
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           − 
         </mo> 
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                 T 
               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
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             </msub> 
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               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
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              </mi> 
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                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
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               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
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              ( 
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                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
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               </mo> 
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                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
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                   ˜ 
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                </mover> 
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                 − 
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                  C 
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                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
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                 sin 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
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                  θ 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
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                  s 
                </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
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           </mrow> 
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         </mrow> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
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               T 
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              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
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             β 
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             ˜ 
           </mo> 
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         </mfrac> 
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            ( 
          </mo> 
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                 T 
               </mi> 
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                 ˜ 
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               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
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                s 
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               − 
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             <mover accent="true"> 
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                C 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
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                ( 
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                 ε 
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                </mi> 
                <mo>
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                </mo> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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              ∂ 
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            <mover accent="true"> 
             <mi mathvariant="script">
               T 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
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               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
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               <mi>
                 θ 
               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
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              </mi> 
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              <mover accent="true"> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
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              <mover accent="true"> 
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                 u 
               </mi> 
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                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
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                θ 
              </mi> 
             </msub> 
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               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
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                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
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                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
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                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
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                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
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                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi mathvariant="script">
               T 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Dimensionless angular tangential boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(31)</p>
    <p>with</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi mathvariant="script">
                 T 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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              ∂ 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi mathvariant="script">
                     T 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi mathvariant="script">
                    C 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mi>
                   cos 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ˜ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Dimensionless wall dynamic law</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(32)</p>
    <p>with,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mfrac> 
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           <mover accent="true"> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mi>
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            <mi>
              w 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
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             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
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            ∂ 
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             t 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                ∂ 
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              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                θ 
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             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi mathvariant="script">
                 T 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi mathvariant="script">
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
                <mi mathvariant="script">
                  C 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>In the following, we omit the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>. Identifying terms of order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> in the axial momentum Equation (28), we obtain the motion by radius (similar to the so-called motion by slices, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-13">
      [13]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-16">
      [16]
     </xref>) decomposition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⇒ 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⇒ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>for some function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and where we gathered all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math> terms in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Similarly, identifying terms of order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> in the angular momentum Equation (27), we obtain the motion by radial decomposition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ⇒ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ⇒ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Using the angular tangential boundary condition from Equation (31), it is straightforward to see that the only solution is,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Noting</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>as the mean axial and angular speeds of the fluid over a radius where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(33)</p>
    <p>we have the following properties:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(34)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(35)</p>
    <p>Multiplying by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        r 
      </mi> 
     </math> and integrating the divergence Equation (25) over a radius, we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>In view of the normal boundary condition from Equation (29), we get the conservation equation</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(36)</p>
    <p>where,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(37)</p>
    <p>Then, integrating the radial momentum Equation (26) between 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        r 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        R 
      </mi> 
     </math>, we obtain the following pressure</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(38)</p>
    <p>We proceed with multiplying by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and integrating over a radius the angular momentum Equation (27)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
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            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
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               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
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          <mo>
            [ 
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              ∂ 
            </mo> 
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              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
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             + 
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           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
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            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
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              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
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            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
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             </msubsup> 
            </mrow> 
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              ) 
            </mo> 
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             + 
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              ∂ 
            </mo> 
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              s 
            </mi> 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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              <mi>
                u 
              </mi> 
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              </mi> 
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
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           <mfrac> 
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           </mfrac> 
           <msub> 
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              ∂ 
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             p 
           </mi> 
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             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
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             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
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           </mi> 
           <msubsup> 
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              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
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              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
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          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
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              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
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             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
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         </mstyle> 
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          <mo>
            [ 
          </mo> 
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           <mfrac> 
            <mn>
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            </mn> 
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              ε 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
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              [ 
            </mo> 
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                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
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              </mi> 
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                 r 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
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                    ∂ 
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                  <mi>
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                    u 
                  </mi> 
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                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
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                      u 
                    </mi> 
                    <mi>
                      θ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
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               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
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                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
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                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
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                  r 
                </mi> 
                <mn>
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                </mn> 
               </msup> 
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             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           , 
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    <p>yielding to</p>
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           </msubsup> 
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            <msup> 
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             </mn> 
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             </mi> 
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           + 
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                 r 
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               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
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               ) 
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                 s 
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         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
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         <mi>
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                         u 
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                         θ 
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                      </msub> 
                     </mrow> 
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                       r 
                     </mi> 
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                     ) 
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                   ) 
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                  + 
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                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mfrac> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       θ 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </mfrac> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>and then,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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           <msubsup> 
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            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
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               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
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           + 
         </mo> 
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              0 
            </mn> 
            <mi>
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           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msub> 
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               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
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            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
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            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
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         <mo>
           + 
         </mo> 
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           <msubsup> 
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            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msub> 
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               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
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               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
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          <mrow> 
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            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
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            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
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            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
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            <mn>
              0 
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            <mi>
              R 
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           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
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         <mo>
           = 
         </mo> 
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            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msub> 
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               r 
             </mi> 
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           </mrow> 
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          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Using the definitions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        A 
      </mi> 
     </math> in Equation (33), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in Equation (37), thanks to the normal boundary condition from Equation (29), we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mfrac> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Then, using the properties from Equation (34) and Equation (35), the expression of the pressure in Equation (38) and the angular tangential boundary condition in Equation (31), we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               9 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              8 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               9 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(39)</p>
    <p>Finally, multiplying by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        r 
      </mi> 
     </math> and integrating over a radius the axial momentum Equation (28)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
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                u 
              </mi> 
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                s 
              </mi> 
             </msub> 
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             + 
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             p 
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             + 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <msub> 
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              u 
            </mi> 
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           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
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            </mi> 
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              s 
            </mi> 
           </msub> 
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          <mo>
            ] 
          </mo> 
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           d 
         </mtext> 
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           r 
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           </msubsup> 
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             r 
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              ε 
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             <mfrac> 
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               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
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                 cos 
               </mi> 
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           d 
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           + 
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            ) 
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         </mrow> 
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           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>we get</p>
    <p>
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             = 
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          </mo> 
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             r 
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             = 
           </mo> 
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          </mrow> 
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                 s 
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              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Using the definitions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        A 
      </mi> 
     </math> from Equation (33), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> from Equation (37), thanks to the normal boundary condition in Equation (29), we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
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              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
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            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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                ∂ 
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                r 
              </mi> 
             </msub> 
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              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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               r 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
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                ∫ 
              </mo> 
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                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
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                   ∂ 
                 </mo> 
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                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
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                  β 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </mfrac> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msub> 
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                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
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                 u 
               </mi> 
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                 s 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
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             <msubsup> 
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                ∫ 
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                0 
              </mn> 
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                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
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                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Then, using the properties from Equation (34) and Equation (35), the expression of the pressure in Equation (38) and the axial tangential boundary condition in Equation (30), we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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            ∂ 
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          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
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            ∂ 
          </mo> 
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            θ 
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         </msub> 
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            ( 
          </mo> 
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            </mn> 
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           <mfrac> 
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              </mi> 
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                Q 
              </mi> 
              <mi>
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             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
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             <mi>
               R 
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            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
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          <mo>
            ∂ 
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            s 
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         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
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                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
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                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
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           </mfrac> 
           <mfrac> 
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              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
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            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>leading to</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(40)</p>
    <p>Finally from Equations (36), (39), (40) and the wall dynamic law in Equation (32) dropping all terms of the first order, we obtain the following radial-averaged two-dimensional model for blood flow</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
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             , 
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          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
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              ∂ 
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              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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             </mfrac> 
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              </mi> 
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                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
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                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
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                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
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              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
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               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
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               A 
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             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
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                </mi> 
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                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
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            </mrow> 
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              3 
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             C 
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           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mfrac> 
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                Q 
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              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
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             + 
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           <mfrac> 
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            </mrow> 
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              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
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             R 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mfrac> 
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              </mi> 
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                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
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           <mi>
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             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
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              ∂ 
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            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
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             + 
           </mo> 
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            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
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                 A 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
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              ∂ 
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              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mn>
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                 − 
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             </mfrac> 
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               + 
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             </mi> 
            </mrow> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where we have replaced 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> for simplicity. Lastly, using a simple change of variable 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, we get,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(41)</p>
    <p>We have the following results</p>
    <p>Theorem 1. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math> satisfy the two-dimensional blood flow system in Equation (41). Then, we have:</p>
    <p>1) System (41) is strictly hyperbolic if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>2) For smooth solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, in the region where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, we have the following head equation,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(42)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> is the total head and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           16 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the mean pressure over a radius.</p>
    <p>3) For smooth solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the steady state reads 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for some constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. In particular, for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, we have 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>4) The pair of function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math> forms a mathematical entropy pair for system (41), in that they satisfy the following entropy relation for smooth solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mtext>
           div 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mi>
                      θ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo stretchy="true">
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </mrow> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>5) The quantity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math> is consistent with the total energy energy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> of the Navier-Stokes Equations (25)-(28), in the sense that,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mtext>
              div 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    3 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mrow> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        u 
                      </mi> 
                      <mi>
                        θ 
                      </mi> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                    <mo stretchy="true">
                      ¯ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mi>
                      s 
                    </mi> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo stretchy="true">
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                9 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mn>
                 16 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Remark. The condition 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is always satisfied in real life situations <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-12">
      [12]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-17">
      [17]
     </xref>.</p>
    <p>Proof.</p>
    <p>1) To prove the hyperbolicity of system (41), we write</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
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         , 
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               − 
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                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Then, remark that the eigenvalues for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Sp 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, the eigenvalues are 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Sp 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The system (41) is strictly hyperbolic if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math> which can be written as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>2) Next, from simple manipulation, system (41) becomes,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
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              ∂ 
            </mo> 
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              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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               A 
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             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
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                  u 
                </mi> 
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                </mi> 
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                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
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              ) 
            </mo> 
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           <mo>
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          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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                </mi> 
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              </mrow> 
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                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
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              ) 
            </mo> 
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             + 
           </mo> 
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           </msub> 
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              ( 
            </mo> 
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                      u 
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                    ¯ 
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                 </mover> 
                </mrow> 
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              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
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              ∂ 
            </mo> 
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              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
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             <mover accent="true"> 
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                  u 
                </mi> 
                <mi>
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
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                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
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           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
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           </msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
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             C 
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           <mi>
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                 u 
               </mi> 
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               </mi> 
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             </mrow> 
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           <mfrac> 
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               R 
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            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
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             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
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            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
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                  u 
                </mi> 
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                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
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                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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             <mfrac> 
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                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
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                    u 
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                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                9 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mn>
                 16 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>We first focus on the second equation, dividing by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        R 
      </mi> 
     </math>, we have,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Then, we use the mass conservation Equation (36) and divide by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        A 
      </mi> 
     </math> to get,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             16 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>which can be easily written as,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi mathvariant="script">
         C 
       </mi> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Finally, we multiply by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math> to get,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             8 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Similarly, for the third equation in system (41), using the divergence equation and dividing by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        A 
      </mi> 
     </math> leads to,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>and multiplying by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           C 
         </mi> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Finally gathering our two results we obtain,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             8 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           16 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is the total head. Reminding 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           16 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, we get,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>3) The proof is based on simple algebraic computations and is left to the reader.</p>
    <p>4) We consider the head Equation (42) and multiply by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        A 
      </mi> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>leading to</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> such that, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. We call energy the quantity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math> and remark,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              9 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Moreover, the total energy in our domain 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> decreases, i.e.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> supposed negative in the domain.</p>
    <p>5) In this proof, we use Equations (25)-(28) by omitting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> and gathering all remainder terms in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Multiplying respectively the radial momentum Equation (26), angular momentum Equation (27), and axial momentum Equation (28) by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and summing up the three equations obtained, one has</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mn>
                2 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           + 
         </mo> 
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           </msub> 
          </mrow> 
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         </msub> 
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            ( 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           + 
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            u 
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         </msub> 
         <msub> 
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            ∂ 
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          </mi> 
         </msub> 
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            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
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           </mfrac> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </msub> 
         <msub> 
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            ∂ 
          </mo> 
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          </mi> 
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           + 
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         <mfrac> 
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         </mfrac> 
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         </msub> 
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         </msub> 
         <msub> 
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          </mo> 
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          </mi> 
         </msub> 
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         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
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         </mfrac> 
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          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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            <mrow> 
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            </mrow> 
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           <msub> 
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              ∂ 
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              ( 
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             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
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             ε 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               C 
             </mi> 
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             </mi> 
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             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
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         </mrow> 
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           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
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           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
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            ∂ 
          </mo> 
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          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             β 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
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                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
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                u 
              </mi> 
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             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
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               <msub> 
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                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
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            </mi> 
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              θ 
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           </msub> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
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              </mi> 
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             </msub> 
            </mrow> 
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              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Defining 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, recalling 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, and therefore 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, keeping it in mind, multiplying by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> the previous equation, we have:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>We proceed by integrating the above-equation, making use of the normal boundary condition from Equation (29), to get:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  ϕ 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  ϕ 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mi mathvariant="script">
                C 
              </mi> 
              <mi>
                cos 
              </mi> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </mfrac> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mfrac> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       θ 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </mfrac> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>. Using the profile from Equations. (35) and (34) we get,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∂ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mo>
                     = 
                   </mo> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> is such that, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <msub> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Finally, using the boundary condition Equations (31) and (30) in the preceding equation, we get:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo stretchy="true">
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
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                ¯ 
              </mo> 
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              ) 
            </mo> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           + 
         </mo> 
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          </mi> 
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            ( 
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             A 
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               C 
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             </mi> 
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             + 
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             C 
           </mi> 
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             + 
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           </mover> 
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            ] 
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           + 
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           , 
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    <p>yielding to</p>
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              ( 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
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              p 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
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           + 
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                ¯ 
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            <mi>
              R 
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           </mfrac> 
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            <mo>
              ( 
            </mo> 
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              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo stretchy="true">
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Remarking that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, we obtain the result:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mtext>
              div 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mtext>
            div 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtable> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    3 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mrow> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        u 
                      </mi> 
                      <mi>
                        θ 
                      </mi> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                    <mo stretchy="true">
                      ¯ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr> 
               <mtd> 
                <mrow> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mi>
                      s 
                    </mi> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo stretchy="true">
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                9 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mn>
                 16 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>□</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. A Discontinuous Galerkin Method for the Two-Dimensional Model</title>
   <p>In this section, we present a discontinuous Galerkin method to solve a general two-dimensional hyperbolic system of equations, in particular for model (41), using the RKDG method from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-18">
     [18]
    </xref> on a cartesian grid. It can be easily generalized to non-conforming meshes (see for instance <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-20">
     [20]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-21">
     [21]
    </xref>).</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. Model Problem</title>
    <p>poussel2023runge Our aim is to construct a high-order numerical method for the blood flow problem from Equation (41) derived in Section 2. To this purpose, we propose a Discontinuous Galerkin approach for two-dimensional hyperbolic problems following <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-18">
      [18]
     </xref>. Let us consider the following non-linear two-dimensional hyperbolic problem:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0, 
               </mn> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mn>
                 0, 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mn> 
              <mo stretchy="false">
                ( 
              </mo> 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn> 
              <mo stretchy="false">
                ) 
              </mo>, 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 left 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0, 
               </mn> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 right 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0, 
               </mn> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 bottom 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0, 
               </mn> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 top 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               , 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∀ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0, 
               </mn> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mn>
               . 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(43)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             right 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             left 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             top 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             bottom 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ℝ 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> are Dirichlet boundary conditions and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the initial condition. Here 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the advection component in the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> direction, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the advection component in the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        y 
      </mi> 
     </math> direction, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the source term.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Space Discretization</title>
    <p>Since the objective is to solve Equation (43) using a numerical scheme, defining a partition of the computational domain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is mandatory. For simplicity, a cartesian fixed mesh is used and its description is given in subsection 3.2.1. Following this description, we derive the discrete variational formulation in subsection 3.2.2. Finally, this will lead to an ODE system in subsection 3.2.3.</p>
    <p>Let us define 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℰ 
      </mi> 
     </math> a partition of the computational domain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The set of all open faces of all elements 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> is denoted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℱ 
      </mi> 
     </math>. Moreover, we can define two subsets of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℱ 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> for the boundary faces and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           in 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> for the interior faces.</p>
    <p>For a given element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℰ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a set of face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℱ 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> which defines boundaries of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>. Then, for all interior faces of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>, i.e. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           in 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, there exists a neighboring element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Consequently, the normal unit vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> pointing from 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math> to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is well defined. Moreover for all boundary faces of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>, i.e., 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, there exists 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> a fictitious element such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Again, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is well defined.</p>
    <p>For simplicity, all elements are considered rectangular and faces are straight lines with normal vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ± 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for vertical faces or 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               ± 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for horizontal ones.</p>
    <p>In the discontinuous Galerkin framework, the solutions are considered piecewise polynomials per element. Many basis exist for the polynomial space over an element as monomial, Legendre, Dubiner, and others <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-20">
      [20]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-22">
      [22]
     </xref>. For simplicity, we only consider the monomial basis in this section. Finally, the approximate space is given as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℙ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∀ 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>By multiplying the system (43) by a test function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and integrating over an element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>, we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munder> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ℱ 
           </mi> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mtable columnalign="left"> 
               <mtr columnalign="left"> 
                <mtd columnalign="left"> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     f 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </mtd> 
               </mtr> 
               <mtr columnalign="left"> 
                <mtd columnalign="left"> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     f 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </mtd> 
               </mtr> 
              </mtable> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>We look for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> such that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munder> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ℱ 
           </mi> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(44)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> is the numerical flux which we choose, for simplicity, as the Rusanov flux</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable columnalign="left"> 
            <mtr columnalign="left"> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     D 
                   </mi> 
                   <mi>
                     G 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr columnalign="left"> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     D 
                   </mi> 
                   <mi>
                     G 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> the eigenvalues of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> the average of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> at the face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        F 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> the jump of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        v 
      </mi> 
     </math> across the face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        F 
      </mi> 
     </math>. Remark that, for a face 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, we consider 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           boundary 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           boundary 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are the boundary conditions set in Equation (43).</p>
    <p>Consider the monomial two-dimensional basis functions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℙ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> defined as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> function defined by,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(45)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> the length and the width of the element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math> respectively. We look for a solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of Equation (44) in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ℰ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> that we decompose in the basis Equation (45):</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          φ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <menclose notation="updiagonalstrike"> 
         <mo>
           ⊩ 
         </mo> 
        </menclose> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where the coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are unknown time-dependent functions and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <menclose notation="updiagonalstrike"> 
        <mo>
          ⊩ 
        </mo> 
       </menclose> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the characteristic function of the element 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        E 
      </mi> 
     </math>. Similarly, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msub> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mi>
            ℰ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msub> 
        <menclose notation="updiagonalstrike"> 
         <mo>
           ⊩ 
         </mo> 
        </menclose> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> constant coefficients. Following these definitions, one can write:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <msub> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <msubsup> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msubsup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mstyle displaystyle="true"> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mo>
                      ∫ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      E 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <msubsup> 
                     <mi>
                       ϕ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       i 
                     </mi> 
                     <mi>
                       E 
                     </mi> 
                    </msubsup> 
                    <msubsup> 
                     <mi>
                       ϕ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       j 
                     </mi> 
                     <mi>
                       E 
                     </mi> 
                    </msubsup> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </mstyle> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </msub> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  U 
                </mi> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
               </msubsup> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <msub> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     f 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     ϕ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     j 
                   </mi> 
                   <mi>
                     E 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     f 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <msub> 
                   <mo>
                     ∂ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     ϕ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     j 
                   </mi> 
                   <mi>
                     E 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   E 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <msub> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∑ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  F 
                </mi> 
                <mo>
                  ∈ 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   ℱ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   E 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     f 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ^ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     ϕ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     j 
                   </mi> 
                   <mi>
                     E 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mtext>
                    d 
                  </mtext> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mi>
                     j 
                   </mi> 
                   <mi>
                     E 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <msub> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mi>
              ℰ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   E 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   E 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Finally, this can be written in matrix form as,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
              </msubsup> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
                <msub> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </msub> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   E 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <msub> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                </msub> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   E 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msub> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mo>
                ∈ 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 ℱ 
               </mi> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mi>
                  F 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ^ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   E 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  F 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
              </msubsup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Simplifying by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, we get the following ODE system</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(46)</p>
   </sec>
   <sec id="s3_3">
    <title>3.3. Time Discretization</title>
    <p>In this section, we propose a time discretization based on the Runge-Kutta (RK) methods applied to the ODE system (46).</p>
    <p>We recall the RK methods presented in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-23">
      [23]
     </xref>. RK methods are used to solve a system of ODEs of the form</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(47)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        R 
      </mi> 
     </math> is some function. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> a well-chosen time step, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        s 
      </mi> 
     </math>-stage-Runge-Kutta methods reads, for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          〚 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          〛 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
               Δ 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
               Δ 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the approximate solution of Equation (47) at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> the approximate solution at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. The Butcher coefficient 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            〚 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〛 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are constrained, at a minimum, by certain order of accuracy and stability considerations as discussed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-23">
      [23]
     </xref>.</p>
    <p>We write the ODE from Equation (46) in the form of Equation (47) leading to, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> leading to the following scheme</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
               Δ 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
               Δ 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(48)</p>
    <p>The time step is given by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           cfl 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           min 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Area 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Diam 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         cfl 
       </mtext> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> is the polynomial degree, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Area 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the area of an element, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Diam 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> its diameter and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, the characteristic speed define as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mtext>
           max 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℰ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> the maximum of the eigenvalues of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. This CFL condition is obtained by a von Neumann stability analysis of the RKDG methods <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-18">
      [18]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-24">
      [24]
     </xref>.</p>
    <p>We use the following explicit time scheme depending on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        p 
      </mi> 
     </math> (see <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref>), and butcher tables can be found in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-21">
      [21]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-25">
      [25]
     </xref>. Those algorithms are sometimes called the TVD-RK (Total Variation Diminishing-RK) scheme or SSP-RK (Strong Stability Preserving-RK) scheme.</p>
    <table-wrap id="table1">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table1">
       Table 1
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Table 1. Time schemes for different values of 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
         
  p
 
        </mi>

       </math>.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="49.99%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            p 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="50.01%"><p style="text-align:center">Time scheme</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="49.99%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="50.01%"><p style="text-align:center">Euler</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="49.99%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="acenter" width="50.01%"><p style="text-align:center">TVDRK2</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="49.99%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
       <td class="acenter" width="50.01%"><p style="text-align:center">TVDRK3</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="49.99%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
       <td class="acenter" width="50.01%"><p style="text-align:center">TVDRK4</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="49.99%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
       <td class="acenter" width="50.01%"><p style="text-align:center">TVDRK5</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
   </sec>
   <sec id="s3_4">
    <title>3.4. Still-Steady States Solutions</title>
    <p>One can easily obtain a well-balanced scheme for the two-dimensional blood flow problem in Equation (41) derived in Section 2 by a simple change of variable. This is an important stability property of the numerical scheme. It is achieved by introducing the change of variable</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Thus, one can write the system (41) as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
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                  </mo> 
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                     + 
                   </mo> 
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                    <mi>
                      A 
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                      0 
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                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
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                </mn> 
               </msup> 
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             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                 a 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
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                  A 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
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              ( 
            </mo> 
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                 </mi> 
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                 </mi> 
                </mrow> 
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             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
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           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
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           <mfrac> 
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             + 
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             R 
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             k 
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           <mfrac> 
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                 R 
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                 θ 
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            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
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             + 
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              ( 
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              t 
            </mi> 
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              ( 
            </mo> 
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
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           </msub> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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                      A 
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             + 
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              <mrow> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     a 
                   </mi> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      A 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi mathvariant="script">
             C 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   a 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(49)</p>
    <p>Then, we have the following property:</p>
    <p>Proposition 2. The numerical scheme in Equation (48) preserves exactly the still-steady states solutions (see Theorem 1).</p>
    <p>The proof is based on the recursivity principle and is left to the reader.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Test Cases</title>
   <p>In this chapter, we present several test cases for the Discontinuous Galerkin (DG) method developed in Section 3 for the two-dimensional blood flow system (41). The main objective of these test cases is to evaluate the robustness of the DG method. From now on, we consider the model (49) instead of Equation (41).</p>
   <sec id="s4_1">
    <title>4.1. Convergence Order</title>
    <p>To solve the two-dimensional blood flow model (see Section 2), we use the DG method presented in Section 3. We aim to compute the numerical order of convergence for a given exact solution. We consider the following friction coefficient 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         11 
       </mn> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. We also recall the pressure 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        β 
      </mi> 
     </math> a physical parameter for the wall. The physical and numerical parameters used are given in <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref> together with the following geometric parameters: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtext>
             cos 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
             sin 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, leading to, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, and, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math>. We compute a reference solution for the 2D numerical scheme, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
      Figure 3
     </xref>, using 128 × 128 elements. In <xref ref-type="fig" rid="fig4">
      Figure 4
     </xref>, we compute the convergence order for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> elements with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         16 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. We compute the error 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> the reference solution calculated before and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> the solution obtain at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. We show that all variables converge at an order of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> in agreement with the classical result in the literature on the RKDG schemes (see for instance <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-18">
      [18]
     </xref>).</p>
    <table-wrap id="table2">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table2">
       Table 2
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Table 2. Parameters for the convergence test.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Parameter</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Value</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            β 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ν 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3 × 10<sup>−</sup><sup>2</sup></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            T 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            L 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">10</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mtext>
             cfl 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.5</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <fig id="fig3" position="float">
     <label>Figure 3</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 3. Reference solution for the 2D numerical scheme.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId866.jpeg?20251118021610" />
    </fig>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 4. Convergence order for the 2D numerical scheme.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId867.jpeg?20251118021610" />
    </fig>
   </sec>
   <sec id="s4_2">
    <title>4.2. Stationary Solutions</title>
    <p>For this test case, the aim is to show that the numerical method captures exactly the still-steady state solutions. We have used the following parameters in <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref> and the following geometrical parameters:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, leading to, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, and, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ″ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. The initial geometry is represented in <xref ref-type="fig" rid="fig5">
      Figure 5
     </xref> and it is defined by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 π 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. and characterized by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msqrt> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. Starting with a null speed, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, as in proved in Theorem 1, in <xref ref-type="fig" rid="fig6">
      Figure 6
     </xref>, we show that the still-steady state’s solutions are exactly preserved.</p>
    <table-wrap id="table3">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table3">
       Table 3
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Table 3. Physical and Numerical parameters for the 2D stationary test case.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Parameter</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Value</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Unit</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Description</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3 × 10<sup>6</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−1</sup>∙s<sup>−2</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Minimum Young modulus</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3 × 10<sup>8</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−1</sup>∙s<sup>−2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Maximum Young modulus</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            h 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.05</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Thickness</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ρ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Density</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.0</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Poisson coefficient</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Maximum radius</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Minimum radius</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ν 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Cm<sup>2</sup>∙s<sup>−1</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Kinematic viscosity</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            T 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.25</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">s</p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Final time</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            L 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">15</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Artery’s length</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mtext>
             cfl 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Cfl</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">32</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Number of elements in the 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            s 
          </mi> 
         </math> direction</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">32</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Number of elements in the 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            θ 
          </mi> 
         </math> direction</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            p 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="49.70%"><p style="text-align:center">Polynomial degree</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 5. Artery geometry.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId914.jpeg?20251118021611" />
    </fig>
    <fig id="fig6" position="float">
     <label>Figure 6</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 6. Stationary solutions at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   T
  
         </mi>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId915.jpeg?20251118021611" />
    </fig>
   </sec>
   <sec id="s4_3">
    <title>4.3. Realistic Pressure Wave in a Straight Artery</title>
    <p>In this test case, we compare the one-dimensional models 1D inviscid from Equation (3) (solved by a TGS-Taylor Galerkin Scheme, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref>), 1D viscous from Equation (4) (solved by a DG method, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-26">
      [26]
     </xref>), and 2D Equation (41) solved by the DG method presented in Section 3.</p>
    <p>In <xref ref-type="table" rid="table4">
      Table 4
     </xref>, we give the physical and numerical parameters of the test case, also, we consider, for simplicity, the pressure at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> to be 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> even in the viscous case in Equation (4). The following parameters are considered: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msqrt> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> In the 2D case, these parameters are: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msqrt> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. We use the following curve 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and we choose 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> by setting the curvature 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. To simulate a pressure wave entering into the domain, we use the following sinus-wave: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 π 
               </mi> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    T 
                  </mi> 
                  <mi>
                    p 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               otherwise 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. This lead to the following initial and boundary conditions,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               15 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               15 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <table-wrap id="table4">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table4">
       Table 4
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Table 4. Physical and numerical parameters for TC1 (Realistic Pressure Wave in a straight artery).</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center">Parameter</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">Value</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">Unit</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Description</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            E 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">3 × 10<sup>6</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−1</sup>∙s<sup>−2</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Young modulus</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            h 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">0.05</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Thickness</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ρ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Density</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">0.0</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Poisson coefficient</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">0.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Initial radius</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ν 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">0 or 0.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">cm<sup>2</sup>∙s<sup>−1</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Kinematic viscosity</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            T 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">0.25</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">s</p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Final time</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            L 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">15</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Artery’s length</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">2 × 10<sup>4</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−1</sup>∙s<sup>−2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Entering pressure amplitude</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">0.165</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">s</p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Pressure wave duration</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            σ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">penalty parameter</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mtext>
             cfl 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">0.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Cfl</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            N 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">128</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Number of elements for the 1D model</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">128</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Number of elements in the 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            s 
          </mi> 
         </math> direction</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Number of elements in the 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            θ 
          </mi> 
         </math> direction</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="18.31%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            p 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
       <td class="acenter" width="18.30%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="45.09%"><p style="text-align:center">Polynomial degree</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>and for the 2D, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               otherwise 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, we set</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mfrac> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               15 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               15 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               15 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0. 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Periodic conditions are imposed on the direction 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        θ 
      </mi> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig7">
      Figure 7
     </xref> shows the geometry colored with the axial speed at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. In <xref ref-type="fig" rid="fig8">
      Figure 8
     </xref>, we compare the pressure obtained using the nonviscous 1D model in Equation (3) with the data obtained from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref>. We also display the axial speed of the blood. We do the same in the viscous case (see Equations (4)) in <xref ref-type="fig" rid="fig9">
      Figure 9
     </xref> and in the 2D case (see Equations (41)) in <xref ref-type="fig" rid="fig10">
      Figure 10
     </xref>. Our numerical results are compared to those in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref> where the TGS (Taylor Galerkin Scheme) is used. As expected, our numerical results (2D and 1D) are in a perfect agreement with those obtained in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
      [6]
     </xref>. The results of the 1D and 2D models are almost identical because of the axisymmetry and curvaturless of the geometry. One can also remark that, in this case, the angular speed of the 2D model is almost zero everywhere (at least zero numerically) as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig11">
      Figure 11
     </xref>. Moreover, one can see throughout this test case that the 1D viscous models provide mildly different numerical solutions compared to the inviscid models (TGS model and our 1D inviscid model).</p>
   </sec>
   <sec id="s4_4">
    <title>4.4. Addon of the 2D Model and the Limit of 1D Model in the Case of Aneurysm</title>
    <p>In this test case, we compare the one-dimensional models 1D inviscid from Equation (3) and 2D Equation (41) solved by the DG method presented in Section 3 in the case of a mild and a severe aneurysm to show the addon of the 2D model</p>
    <fig id="fig7" position="float">
     <label>Figure 7</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 7. Artery geometry colored with axial speed at time 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mfrac> 
   
          <mi>
           
    T
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    2
   
          </mn> 
  
         </mfrac> 
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId984.jpeg?20251118021613" />
    </fig>
    <fig id="fig8" position="float">
     <label>Figure 8</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 8. Pressure and Speed for the 1D non-viscous model and comparison with data obtained from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
        [6]
       </xref>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId987.jpeg?20251118021613" />
    </fig>
    <fig id="fig9" position="float">
     <label>Figure 9</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 9. Pressure and Speed for the 1D viscous model and comparison with data obtained from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
        [6]
       </xref>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId988.jpeg?20251118021613" />
    </fig>
    <fig id="fig10" position="float">
     <label>Figure 10</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 10. Pressure and Speed for the 2D model and comparison with data obtained from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-6">
        [6]
       </xref>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId989.jpeg?20251118021613" />
    </fig>
    <fig id="fig11" position="float">
     <label>Figure 11</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 11. Angular Speed for the 2D model.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId990.jpeg?20251118021613" />
    </fig>
    <p>and the limit of the 1D model. In the medical literature <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-27">
      [27]
     </xref>, the classification of aneurysm severity depends on the location. For intracranial aneurysms, diameters below 7 mm are usually considered small, 7 - 12 mm medium, 13 - 24 mm large, and above 25 mm giant. For abdominal aortic aneurysms (AAA), diameters above 5.5 cm are typically considered severe and represent a threshold for surgical intervention.</p>
    <p>In <xref ref-type="table" rid="table5">
      Table 5
     </xref>, we present the physical and numerical parameters of the test case. We consider, for simplicity, the pressure at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> to be 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>We consider two different geometries mimicking a mild and a severe aneurysm. The initial geometry is given by:</p>
    <table-wrap id="table5">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table5">
       Table 5
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Table 5. Physical and numerical parameters for TC4 (Addon of the 2D model over the 1D model in complex geometry).</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Parameter</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Value</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">Unit</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Description</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            E 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3 × 10<sup>6</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−1</sup>∙s<sup>−2</sup></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Young modulus</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            h 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Thickness</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ρ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Density</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.0</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Poisson coefficient</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Initial radius</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2.0</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Secondary radius</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            ν 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0 or 0.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm<sup>2</sup>∙s<sup>−1</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Kinematic viscosity</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            T 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.03</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">s</p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Final time</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            L 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">10</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">cm</p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Artery’s length</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">13,332</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">kg∙cm<sup>−1</sup>∙s<sup>−2</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Entering pressure amplitude</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.005</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">s</p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Pressure wave duration</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            σ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Penalty parameter</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mtext>
             cfl 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Cfl</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            N 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">32</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Number of elements for the 1D model</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">32</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Number of elements in the 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            s 
          </mi> 
         </math> direction</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">32</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Number of elements in the 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            θ 
          </mi> 
         </math> direction</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            p 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
       <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="47.56%"><p style="text-align:center">Polynomial degree</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                   <mi>
                     π 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. The mild aneurysm is defined by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.6 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and the severe one by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig12">
      Figure 12
     </xref>).</p>
    <p>To compare the results issue from the 1D model to the 2D model, we integrate the numerical results from the 2D model over 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        θ 
      </mi> 
     </math>. The numerical results are presented in <xref ref-type="fig" rid="fig13">
      Figure 13
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig14">
      Figure 14
     </xref>. We show the behavior in time of the pressure, the speed, and the maximum angular speed at the point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. As expected, in the case of a mild aneurysm, since the geometry of the artery is almost cylindrical, the results from the 1D and the 2D models are almost similar (see <xref ref-type="fig" rid="fig13">
      Figure 13
     </xref>). Whenever the aneurysm is severe, the geometry is no longer almost cylindrical, at least around the aneurysm, and important differences can be observed as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig14">
      Figure 14
     </xref>. This is mainly because the angular speed is not zero in this case and can take large values. The 2D model can in practice compute more realistic solutions than the 1D one. The same observation holds at the control point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. After the aneurysm, even if the geometry is cylindrical since the blood passed away a zone where the angular speed was not 0 (see <xref ref-type="fig" rid="fig15">
      Figure 15
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig16">
      Figure 16
     </xref>), they are distinguishable difference between the 1D and the 2D models which confirms the limit of the 1D model. The more the amplitude of the maximum angular speed is, the more the difference observed between the 1D and the 2D models is. Note that the 2D model is computationally more demanding than the 1D one. For example, in the case of tableTC4, it requires 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         32 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mn>
         32 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         9216 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> DDOF per variable, whereas the 1D model only needs 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         32 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         96 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> DDOF. Nevertheless, the cost remains far lower than in the 3D case, which would involve 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         32 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mn>
         32 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mn>
         32 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         884736 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> DDOF for a similar configuration, not to mention the additional mesh adaptation required in 3D.</p>
    <fig id="fig12" position="float">
     <label>Figure 12</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 12. Initial geometry and Speed for the 2D at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mfrac> 
   
          <mi>
           
    T
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    2
   
          </mn> 
  
         </mfrac> 
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId1051.jpeg?20251118021612" />
    </fig>
    <fig id="fig13" position="float">
     <label>Figure 13</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 13. Pressure, axial speed and maximum angular speed for the 2D and 1D model at the point 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mfrac> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    2
   
          </mn> 
  
         </mfrac> 
 
        </mrow>

       </math> for 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    R
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.6
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId1054.jpeg?20251118021612" />
    </fig>
   </sec>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusion</title>
   <p>In conclusion, we have developed a new two-dimensional model for blood flow simulations, for which we implemented a discontinuous Galerkin method. We have determined several mathematical and numerical properties, notably establishing that the scheme we constructed is well-balanced. Furthermore, through various test cases, we demonstrated the robustness of our method. Specifically, we compared 1D models with the 2D model in the context of both severe and</p>
   <fig id="fig14" position="float">
    <label>Figure 14</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 14. Pressure and Speed for the 2D and 1D model at the point 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mfrac> 
   
         <mi>
          
    L
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    2
   
         </mn> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math> for 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    R
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   2
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724376-rId1059.jpeg?20251118021613" />
   </fig>
   <fig id="fig15" position="float">
    <label>Figure 15</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 15. Pressure, axial speed and maximum angular speed for the 2D and 1D model at the point 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mfrac> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     3
    
          </mn>
    
          <mi>
           
     L
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mn>
          
    4
   
         </mn> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math> for 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
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    <label>Figure 16</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147268-"></xref>Figure 16. Pressure, axial speed and maximum angular speed for the 2D and 1D model at the point 

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   </fig>
   <p>mild aneurysms. This test case highlighted the limitations of 1D models. Beyond these achievements, the proposed model has potential clinical relevance, particularly for improving the understanding of blood flow in pathological situations such as aneurysms or stenoses. Future work will focus on validating the model against experimental or clinical data, which is essential to assess its predictive capabilities. In addition, coupling this approach with patient-specific geometries could make the model a valuable tool for surgical planning or for evaluating treatment strategies. Further research will also aim at extending the framework to more complex arterial wall models and at investigating the role of hyperelasticity in aneurysm growth and rupture.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This work has been supported by the ADEN-MED project (Adaptability to Extreme events and Natural risks -application to the Mediterranean and Djibouti), funded by the Région Sud Provence-Alpes-Côte d’Azur under the AAP MEDCLIMAT “Natural risks and food sovereignty”?</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>NOTES</title>
   <p><sup id="fnr1">
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