Об одном парадоксальном свойстве решения задачи стационарного обтекания тела дозвуковым стратифицированным потоком идеального газа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассматривается задача обтекания гладкого выпуклого тела, движущегося горизонтально с постоянной дозвуковой скоростью в покоящейся стратифицированной атмосфере, состоящей из идеального газа. По условию задачи (вертикальный) градиент функции Бернулли (с учетом потенциальной энергии однородного поля тяжести) в покоящейся атмосфере на всех высотах отличен от нуля (как это имеет место в стандартной атмосфере Земли на высотах до 51 км), а высота полета не превышает величину, равную квадрату скорости полета тела, деленного на удвоенное ускорение свободного падения. Поверхность земли считается плоской. Используется система координат, связанная с телом. Рассматривается общий пространственный случай (несимметричное тело или симметричное тело под углом атаки). Используется общепринятое предположение о том, что в некоторой окрестности передней линии торможения (линии тока, которая заканчивается на теле в передней точке торможения) нет второй точки торможения, параметры течения в этой окрестности дважды непрерывно дифференцируемы, а точка торможения является точкой растекания (т.е. в некоторой ее окрестности все линии тока на поверхности тела начинаются в этой точке). На основе строгого анализа уравнений Эйлера показывается, что существование стационарного решения задачи противоречит этому общепринятому (но строго не доказанному) представлению о линии торможения. Это свойство решения задачи названо парадоксальным и вызывает сомнение в существовании решения.

Об авторах

Григорий Борисович Сизых

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: o1o2o3@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5821-8596
SPIN-код: 5348-6492
Scopus Author ID: 6508163390
ResearcherId: ABI-3162-2020
http://www.mathnet.ru/person112378

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент; каф. высшей математики

Россия, 141700, Долгопрудный, Институтский пер., 9

Список литературы

  1. Сизых Г. Б. Винтовые вихревые линии в осесимметричных течениях вязкой несжимаемой жидкости // ПММ, 2019. Т. 83, №3. С. 370–376. EDN: MNOFDE. DOI: https://doi.org/10.1134/S0032823519030135.
  2. Миронюк И. Ю., Усов Л. А. Инвариант линии торможения при стационарном обтекании тела завихренным потоком идеальной несжимаемой жидкости // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2020. Т. 24, №4. С. 780–789. EDN: HMRRXC. DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1815.
  3. Марков В. В., Сизых Г. Б. Критерий существования решения уравнений движения идеального газа для заданной винтовой скорости // Известия вузов. ПНД, 2020. Т. 28, №6. С. 643–652. EDN: BEONTY. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2020-28-6-643-652.
  4. Van Dyke M. An Album of Fluid Motion. Stanford, California: Parabolic Press, 1982. 176 pp.
  5. Матяш Е. С., Савельев А. А., Трошин А. И., Устинов М. В. Учет влияния сжимаемости газа в $\gamma$-модели ламинарно-турбулентного перехода // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 2019. Т. 59, №10. С. 1779–1791. EDN: FBNKJA. DOI: https://doi.org/10.1134/S0044466919100119.
  6. Королев Г. Л. Стационарное вязкое обтекание эллиптического цилиндра до чисел Рейнольдса 900 // Уч. зап. ЦАГИ, 2012. Т. 43, №5. С. 46–59. EDN: PDHYTV.
  7. Egorov I. V., Fedorov A. V., Palchekovskaya N., Obraz A. O. Effects of injection on heat transfer and the boundary-layer instability for a hypersonic blunt body configuration // Int. J. Heat Mass Transfer, 2020. vol. 149, 119197. EDN: RNXRVP. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.119197.
  8. Чувахов П. В., Егоров И. В. Численное моделирование эволюции возмущений в сверхзвуковом пограничном слое над углом разряжения // Изв. РАН. МЖГ, 2021. №5. С. 49–60. EDN: TFRXIL. DOI: https://doi.org/10.31857/S0568528121050029.
  9. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
  10. Овсянников Л. В. Лекции по основам газовой динамики. М., Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 336 c. EDN: QJPLMV.
  11. Ладыженский М. Д. Пространственные гиперзвуковые течения газа. М.: Машиностроение, 1968. 120 с.
  12. Никольский А. А. Теоретические исследования по механике жидкости и газа / Тр. ЦАГИ. Т. 2122. М.: ЦАГИ, 1981. 286 с.
  13. Миронюк И. Ю., Усов Л. А. Точки торможения на вихревых линиях в течениях идеального газа // Труды МФТИ, 2020. Т. 12, №4. С. 171–176. EDN: GICTHX. DOI: https://doi.org/10.53815/20726759_2020_12_4_171.
  14. Сизых Г. Б. Интегральный инвариант течений идеального газа за отошедшим скачком уплотнения // ПММ, 2021. Т. 85, №6. С. 742–747. EDN: SRMQIO. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823521060102.
  15. Анкудинов А. Л. Кинетический ударный слой в плоскости растекания аппарата типа несущий корпус // ПММ, 2021. Т. 85, №5. С. 615–625. EDN: UZKDNE. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823521050027.
  16. Сизых Г. Б. Второе интегральное обобщение инварианта Крокко для 3D течений за отошедшим головным скачком // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2021. Т. 25, №3. С. 588–595. EDN: LRHSER. DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1861.
  17. Batchelor G. K. An Introduction to Fluid Dynamics. Cambridge: University Press, 1970. xviii+615 pp.
  18. Сизых Г. Б. О линии торможения за отошедшим скачком уплотнения в плоских течениях // Труды МФТИ, 2022. Т. 14, №4. С. 84–94.
  19. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. 1. М.: Наука, 1973. 536 с.
  20. Mises R. Mathematical Theory of Compressible Fluid Flow / Applied Mathematics and Mechanics. vol. 3. New York, London: Academic Press, 1958. xiii+514 pp.
  21. Понтрягин Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука, 1982. 332 с.
  22. Сизых Г. Б. Решение задачи Дородницына // Труды МФТИ, 2022. Т. 14, №4. С. 95–107. EDN: TNNYSF.
  23. Prim R., Truesdell C. A derivation of Zorawski’s criterion for permanent vector-lines // Proc. Amer. Math. Soc., 1950. vol. 1, no. 1. pp. 32–34. DOI: https://doi.org/10.2307/2032429.
  24. Truesdell C. The Kinematics of Vorticity / Indiana University Publications Science Seres. vol. 14. Bloomington: Indiana University Press, 1954. xvii+232 pp.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Обтекание тела стратифицированным потоком

Скачать (75KB)

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».