Описание винтового движения несжимаемой невязкой жидкости
В. П. Верещагинab,
Ю. Н. Субботинac,
Н. И. Черныхac a Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского УрО РАН
b Российский государственный профессионально-педагогический университет
c Институт математики и компьютерных наук Уральского федерального университета им. Б. Н. Ельцина
Аннотация:
Рассматривается задача, связанная с описанием движения жидкости, заполняющей в каждый момент времени
$t\ge0$ область
$D\subset R^3$, в терминах переменных: скорость –
$\mathbf v$, давление –
$p$. Предполагается, что пара
$(\mathbf v,p)$ подчиняется системе уравнений, включающей в себя уравнение Эйлера и уравнение непрерывности для несжимаемой жидкости. Для случая аксиально симметричного цилиндрического слоя
$D$ найдено общее решение этой системы уравнений в классе векторных полей
$\mathbf v$, линии которых при любом
$t\ge0$ совпадают всюду в
$D$ с их вихревыми линиями и лежат на аксиально симметричных цилиндрических поверхностях, вложенных в
$D$. Общее решение охарактеризовано в теореме. В качестве примера выделено семейство решений, выражаемых при помощи цилиндрических функций, которое при
$D=R^3$ включает в себя частное решение, полученное впервые И. С. Громекой в случае установившихся винтовых цилиндрических движений.
Ключевые слова:
скалярные и векторные поля, ротор, винтовое движение, задача Громеки.
УДК:
514.17+532.5
Поступила в редакцию: 12.04.2013