RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки // Архив

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки, 2023, выпуск 3, страницы 11–30 (Mi ivpnz540)

Математика

Парадокс описания движения гидродинамического разрыва с потенциальным и несжимаемым течением во внешней области

М. Л. Зайцев, В. Б. Аккерманa

a Университет Западной Вирджинии, Моргантаун

Аннотация: Исследуются гидродинамические разрывы во внешнем потенциальном и несжимаемом течении. На примере фронта реакции в 2D-потоке получена переопределенная система уравнений, описывающих его движение в терминах самой поверхности. В предположении дополнительной гладкости гармонического потока, подходящего к разрыву, с помощью этих уравнений можно определить движение данного разрыва без учета влияния потока за фронтом, а также весь внешний поток. Хорошо известно, что при исчезающе малой вязкости тангенциальную и нормальную составляющие скорости связывает интегральное соотношение на границе (задачи Дирихле, Неймана). Зная одну из них вдоль границы разрыва, можно определить весь внешний поток. Однако в предположении гладкости внешнего потока это будет иметь место и для всех производных скорости по координатам и времени. Тогда возникает парадокс: зная положение разрыва и данные о скорости в точке на его поверхности, можно определить движение этого разрыва без учета влияния потока за фронтом, а также весь внешний поток. Пока нет физического объяснения данного механизма движения разрыва. Возможно, перед фронтом образуется пограничный слой, где существенную роль играет вязкость и нарушаются уравнения Эйлера. Приводится довод о том, что классическое представление о движении гидродинамических разрывов в потенциальном и несжимаемом течении во внешней области должно быть скорректировано.

Ключевые слова: гидродинамический разрыв, гидродинамика, уравнения Эйлера, уравнение Лапласа, потенциальное течение, формула Грина, интегро-дифференциальные уравнения.

УДК: 532.5.031

DOI: 10.21685/2072-3040-2023-3-2



© МИАН, 2024