A discontinuous conically symmetric flow of an ideal incompressible fluid | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2024. № 88. DOI: 10.17223/19988621/88/12

A discontinuous conically symmetric flow of an ideal incompressible fluid

The Euler equations are considered in spherical coordinates to describe the steady flow of an ideal incompressible fluid. An exact conically symmetric solution based on the source/sink and strong conic discontinuity with an apex in zero of the coordinate system is obtained. The northern region of the flow is situated in the finite vicinity of the symmetry axis, i.e., within a discontinuity cone, where the solution is regular and vortex-free. On the other side of the discontinuity, the flow adjoins the permeable equator plane. In this region, the flow is vortex-like, and its properties are determined by a density jump. The fluid flowing through the discontinuity is governed by the increase of entropy principle. The thermal field corresponding to the flow is presented. It shows that the spatial heterogeneity of temperature results from the interaction between the azimuth vorticity component and the meridional velocity component. A strong discontinuity cone angle is revealed to be a significant parameter of the problem. A comparative analysis of the source and sink properties is performed. The considered flows qualitatively differ in terms of pressure and velocity behavior.

Download file
Counter downloads: 2

Keywords

hydrodynamic source and sink, strong flow discontinuity, density jump, entropy increase, vorticity rotor

Authors

NameOrganizationE-mail
Shablovskiy Oleg N.Pavel Sukhoi State Technical University of Gomelshablovsky-on@yandex.ru
Всего: 1

References

Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1973. Т. 1. 536 с.
Головкин М.А., Головкин В.А., Калявкин В.М. Вопросы вихревой гидромеханики. М.: Физматлит, 2009. 264 с.
Хатунцева О.Н. Анализ причин возникновения аэродинамического гистерезиса при летных испытаниях спускаемого аппарата "Союз" на гиперзвуковом участке спуска // Прикладная механика и техническая физика. 2011. Т. 52, № 4. С. 52-62.
Гувернюк С.В., Максимов Ф.А. Сверхзвуковое обтекание плоской решетки цилиндриче ских стержней // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2016. Т. 56, № 6. С. 1025-1033.
Волков В.Ф., Тарнавский Г.А. Нарушение симметрии и гистерезис стационарных и ква зистационарных решений уравнений Эйлера и Навье-Стокса // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2001. Т. 41, № 11. С. 1742-1750.
Shtern V., Hussain F. Collapse, symmetry breaking, and hysteresis in swirling flows // Annual Review of Fluid Mechanics. 1999. V. 31. P. 537-566.
Ogus G., Baelmans M., Vanierschot M. On the flow structures and hysteresis of laminar swirling jets // Physics of Fluids. 2016. V. 28. P. 123604-1-123604-16.
Богомолов В.А. Движение идеальной жидкости постоянной плотности при наличии сто ков // Механика жидкости и газа. 1976. № 4. С. 21-27.
Гольдштик М.А., Штерн В.Н., Яворский Н.И. Вязкие течения с парадоксальными свой ствами. Новосибирск: Наука, 1989. 336 с.
Пухначев В.В. Задача о точечном источнике // Прикладная механика и техническая физика. 2019. Т. 60, № 2. С. 19-31.
Бардос К., Тити Э.С. Уравнения Эйлера идеальной несжимаемой жидкости // Успехи математических наук. 2007. Т. 62, вып. 3. С. 5-46. doi: 10.4213/гш6811.
Шабловский О.Н. Сферическое течение идеальной жидкости в пространственнонеоднородном силовом поле // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2020. № 64. С. 146-155.
 A discontinuous conically symmetric flow of an ideal incompressible fluid | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2024. № 88. DOI: 10.17223/19988621/88/12

A discontinuous conically symmetric flow of an ideal incompressible fluid | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2024. № 88. DOI: 10.17223/19988621/88/12

Download full-text version
Counter downloads: 142