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绕不规则形状物体势流的精确分析

流体动力学 2026-01-01 v1

摘要

流体绕一个或多个固体物体的流动是一个具有重要实际意义的基本问题。涉及不可压缩无粘无旋流体绕常见几何形状(如圆柱和翼型)流动的简化问题的标准解法通常已有现成结果。本工作提出了对涉及流体绕一个或多个不规则形状物体流动的势流问题的精确分析。该问题通过使用 Heaviside 函数表示每个物体的形状,并将势函数写为基于本征函数的级数来求解。利用 Heaviside 函数的性质,通过推导一组控制这些系数的线性代数方程来确定级数系数。将该解析技术与标准问题的著名解法进行了基准测试,显示出极好的一致性。与以往关于流体绕多个圆柱势流特定研究的一致性,进一步确立了该解析技术的准确性。求解了流体绕复杂几何形状流动的说明性问题。讨论了该解析技术的实现方面与局限性。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.23895,
  title  = {Exact analysis of potential flow past bodies of irregular shapes},
  author = {Ankur Jain},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23895},
  year   = {2026}
}