中文

绕圆体的可压缩势流:Janzen-Rayleigh 展开的推论

流体动力学 2022-09-21 v1

摘要

超球面周围的亚声速、可压缩、势流可利用流势关于来流马赫数 M\mathcal{M}_\infty 偶次幂的 Janzen-Rayleigh 展开(JRE)导出。JRE 曾在二维(2D)中以逆半径 r1r^{-1} 的多项式项展开至高阶,但在三维(3D)中仅限于 M4\mathcal{M}_\infty^4 阶。我们推导了任意阶、绝热指数和维度的通用 JRE 公式。我们发现 ln(r)\ln(r) 的幂可能潜入展开式,并且在 3D 中超越 M4\mathcal{M}_\infty^4 阶时不可或缺。此类项在 2D 圆盘上显然缺失,我们已证实直至 M100\mathcal{M}_\infty^{100} 阶均如此,尽管它们确实出现在其他维度(如 4D 中的 M2\mathcal{M}_\infty^2 阶)以及非圆形 2D 形体中。这表明被广泛用于研究基本流动特性的圆盘具有额外的对称性。我们的结果被用于改进基于速端图的球体前方流动近似。不同扁长球绕流轴对称流的速度剖面彼此间近似通过简单的、与马赫数无关的缩放相关联。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.13381,
  title  = {Compressible potential flows around round bodies: Janzen-Rayleigh expansion inferences},
  author = {Idan S. Wallerstein and Uri Keshet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.13381},
  year   = {2022}
}

备注

24 pages, 6 figures, 5 tables, comments welcome