Слайд 1Эйлер, Ляпунов, Навье и Стокс
Слайд 2На участке трубы постоянного диаметра длиной 2м приложен градиент давления
(линейная зависимость от продольной координаты).
Определить градиент давления на этом
участке, если скорость воды возрастает от 0 до 1 м/с, а движение идеальной жидкости. Куда направлен градиент давления?
Слайд 5Пример №7
Найти потенциал скорости и функцию тока
Слайд 6Пример №7
Найти линии тока и линии равного потенциала
Слайд 7=const
На линии равного потенциала
Пример №7
Найти комплексную скорость
Слайд 8В начале координат особая точка для скорости и комплексного потенциала.
Исключаем эту точку, окружив произвольной замкнутой линией.
Пример №7
Записать компоненты
скорости. Построить линии равной скорости
Слайд 9Линии равной скорости
концентрические окружности. В начале координат - особая
точка.
Поле скорости непрерывно и конечно во всех точках кроме одной.
Начало должно быть исключено с помощью описанной вокруг него замкнутой кривой.
Пример №7
Слайд 10Источник из начала координат. Определить поток массы в единицу времени
через окружность радиуса r.
=const
Гидродинамическое истолкование потенциала
Слайд 11Мощность источника 2
Поток массы (мощность источника), проходящий через окружность радиуса
r в единицу времени, определяется произведением радиальной скорости на длину
окружности
не зависит от радиуса (сохранение массы). Если <0, то определяет сток.
Слайд 12Если в точках плоскости z = a1, a2,…an находятся источники
или стоки мощностью 21, 22, …, 2n
k – модуль, k
– аргумент числа (z – ak)
Слайд 14Точка на комплексной плоскости полностью определяется радиус-вектором с началом в
начале координат, угол отсчитывается от положительного направления оси 0х
х
х1
х2
у1
у2
х
iy
Слайд 17a
Два источника мощностью 2 находятся в точках (а1=а) и (а2=
- а). Определить функцию тока в точках (z = а
i), (z= - а i), (z = 0).
a1
a2
Слайд 24a
z = -а i
Мнимая ось – линия тока
Слайд 25Два источника мощностью 2 находятся в точках (а1=а+i) и (а2=
- а+i).
a1
a2
Найти комплексный потенциал и комплексную скорость в точке z
= (1,0)
Слайд 27Определить поток скорости и ротор скорости по окружности радиуса R,
в центре которой помещен сток мощностью μ
Слайд 28с
источник мощностью 2 находится в точке (с). Вдоль мнимой оси
располагается твердая стенка. Определить поток через отрезок ab.
a
b
Слайд 29Стенку заменяем линией тока. Для этого помещаем в точку z
= - с источник той же мощности
Слайд 30 z
с
-с
Определяем функцию тока в точке
Слайд 31а i
z=b
c
-c
Половина всего потока массы
Определяем функцию тока в точке
Слайд 32с
источник мощностью 2 находится в точке (с), вдоль мнимой оси
располагается твердая стенка. Определить поток через отрезок ab.
a
b
Слайд 34с
ai
z = b
Половина всего потока массы
Слайд 35В начале координат помещен источник интенсивности 2 , вдоль оси
х и оси у установлены стенки, образующие прямой угол. Определить
поток через отрезок [z1=(1,0) z2=(0,i)]. Определить комлексные потенциал и скорость в точке z1=(1,0).
Слайд 39В точке z=1+i имеeтся источник интенсивности 2 , а в
начале координат сток интенсивности -2 . Вдоль оси х и
вдоль оси у установлены стенки, образующие прямой угол.
Определить комплексный потенциал, линии тока и скорость в точке z=1.
Слайд 46Найти линии тока и линии равного потенциала
Слайд 48Линии тока r = const концентрические окружности.
Определить компоненты скорости
Слайд 49Является ли это движение потенциальным?
Чтобы узнать это надо определить
ротор скорости
Слайд 50Движение безвихревое везде, кроме начала координат где,
Эту точку
назовем вихревой.
Слайд 51Вычислить потенциал скорости для
= 0
= 2
Слайд 52Потенциал скорости - неоднозначная функция координат на плоскости ОХУ .
При обходе вокруг начала координат величина потенциала меняется на
.
=const
=0
= - 2
Слайд 54Скорость:
Циркуляция скорости по замкнутому контуру L:
Циркуляцию скорости назовем интенсивностью вихревой
точки
r
d
L
Слайд 55Вихревая точка, расположенная в начале координат z = 0 создает
плоское движение, определяемое комплексным потенциалом
Слайд 56Комплексный потенциал
группы
вихревых точек
Слайд 57Если вихревая точка не в начале координат, а в точке
z = a, то
Для n точек с интенсивностями 1,…, n
Слайд 581
-1
i
Две вихревые точки
Какой интенсивностью должны обладать точки, чтобы вертикальная ось
совпадала с линией тока?
Слайд 601
-1
i
Две вихревые точки
Для произвольной точки на вертикальной оси z =
Слайд 631
-1
i
Две вихревые точки равны по модулю, знак противоположный
вертикальная ось совпадает
с линией тока, если вихревые точки расположены симметрично относительно мнимой
оси
Слайд 64Исследовать течение жидкости, которое описывается комплексным потенциалом
a,
b - вещественные
Потенциал скорости, функция тока, комплексная скорость, линии тока
Слайд 65
Начало координат представляет собой особенность - совокупность вихревой точки интенсивности
и источника мощностью m =(2)
Вихреисточник
Слайд 66На линии тока = const:
линия тока
Слайд 67линии тока
линии равного потенциала
= const
Слайд 68Вычеты комплексной скороти,
циркуляция и поток скорости
Слайд 69Структура аналитической функции w(z) вполне определяется распределением на плоскости z
особых точек функции и их характером.
Теория вычетов позволяет выразить циркуляцию
и поток скорости по любому контуру, если для комплексной скорости
известны распределения простых полюсов и им соответствующие вычеты
Слайд 70Если простые полюсы функции U*
лежат в точках z=a1, z=a2,…z=an и
вычеты им соответствующие есть А1, А2,…Аn, то линейный интеграл от
функции U* по замкнутому контуру L , заключающему полюсы в точках z=a1, z=a2,…z=an , дает
Слайд 71Циркуляция скорости по контуру L
Поток скорости через контур L
Слайд 72Выделим действительную и мнимую часть каждого вычета
Тогда получаем
Слайд 73Какое течение определяет комплексный потенциал?
Слайд 78а
-а
=const
источник
сток
Источник и сток равной мощности
т.е. источник и сток расположены в начале координат. Такую пару
называют дублетом.
Слайд 81Пусть малое расстояние между источником и стоком будет обозначено s
z
r1
r2
1
2
s
С
точностью до малых величин второго порядка малости
Слайд 82Разлагаем в ряд
При s 0 получаем для потенциала скорости
Для сопряженной
функции тока по формуле
Ответ
Записать комплексный потенциал
Слайд 83Для комплексного потенциала получаем
Если ось дублета s составляет угол
с 0х
Записать потенциал скорости и функцию тока
Слайд 84Если на плоскости 0ху в точках z = an помещены
дублеты моменты которых равны Mn , а оси дублетов составляет
угол n с вещественной осью 0х, то комплексный потенциал определяется:
Слайд 85Дублет находится в точке z = a, где а >
0, вещественное. Определить поток жидкости через отрезок [z = 0,
z = i]
Определить горизонтальную составляющу скорости в точке z = i
а
i
Слайд 88Определить поток жидкости через отрезок [-a+i, a+i]
Какое течение определяет комплексный
потенциал?
Слайд 91Исследовать течение жидкости (плоское, безвихревое), которое описывается потенциалом скорости
, с > 0 - вещественное
Контрольная работа
Какой объем жидкости протекает в единицу времени через отрезок z2 z1 [z1=0, z2=1+i]?
Указать 2 линии тока
Слайд 92Сопряженную функцию тока определяем по формуле
Слайд 96ЗАДАЧА 1
Найти линии тока, получить проекции скорости, посчитать поток через
отрезок [z = 0, z = 1+31/2i]
Слайд 100Найти функцию тока. В каких точках находятся источники и стоки?
Найти уравнение линий тока. Показать, что линиями тока являются оси
координат и окружность r = 1.
Какой объем жидкости протекает в единицу времени через отрезок [z1=i, z2=1/2]?
ЗАДАЧА 2
Слайд 101Источники в точках z1=+1, z2= -1; сток z3 = 0
Слайд 102Уравнение линий тока
Линиями тока, в частности, являются оси координат и
окружность
Слайд 103Какой системой надо заменить источник между двух стенок для того,
чтобы написать комплексный потенциал?
х
y
Слайд 104Источники одинаковой мощности на равном расстоянии
Слайд 105Эти же формулы имеют место для источника, помещенного на одинаковом
расстоянии от двух параллельных твердых стенок, имеющих координаты
Слайд 106источник
Определить циркуляцию
L
L
вихрь
Определить поток через контур L
Слайд 107источник
Определить циркуляцию
L
L
вихрь
Определить поток через контур L
Слайд 108Задача
Течение определяется потенциалом
Найти поток жидкости через окружность
И циркуляцию скорости по
этой окружности
Слайд 116Мощность источника 2
Поток массы (мощность источника), проходящий через окружность радиуса
r в единицу времени, определяется произведением радиальной скорости на длину
окружности
не зависит от радиуса (сохранение массы). Если <0, то определяет сток.
Слайд 117Линии тока r = const концентрические окружности.
Слайд 118Скорость:
Циркуляция скорости по замкнутому контуру L:
Циркуляцию скорости назовем интенсивностью вихревой
точки
r
L
dL
Пример №9
Слайд 119ЗАДАЧА 3
В верхней полуплоскости имеются 2 источника интенсивности m1, m2
и 2 вихря интенсивности 1, 2. Показать, что если поместить
в сопряженных точках источники той же интенсивности, а вихри интенсивности (-1), (-2), то вещественная ось будет линией тока.