К.Г. Гудерлей - Теория околозвуковых течений (1161632)
Текст из файла
К. Г. Гудерлей ТЕОРИЯ ОКОЛОЗВУКОВЫХ ТЕЧЕНИЙ Перевод с немецкого Г. А. Вольлерега Под редакцией 7. В. Овснннакова ИЗЛАТЕЛЬСТВО ИНОСТРАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Москва, 19бд ЛНнотЛЦИЯ Развитие авиационной и ракетной техники сделало весьма актуальным вопрос об особенностях течения газа со скорсктями, близкими к скорости звука. таким течениям и посвящена настоящая книга. Опа написана одним из крупнейших в США специалистов по прикладной газовой динамике и представляет собой первую в мировой литературе попытку систематического изложения физических основ и математических методов изучения околозвуковых течений.
Большое количество примеров позволяет читателю с инженерной подготовкой понять особешюсти явяений происходящих при околозвуковых течениях. В то же время книга представляет интерес и для математиков, занимающихся уравнениями в частных производных смешанного типа. Редакция литературы по математическим наукам ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА Первые теоретические исследования, относящиеся к околозвуковым течениям, были выполнены более полувека тому назад. Так, еше в 1902 г. С.
А. Чаплыгин в связи с задачей об истечении дозвуковой струи изучал предельный случай, когда скорость на границе свободной струи равна скорости звука. Далее, в 1908 г. Т. Мейер исследовал поведение потока газа, проходящего через сопло Лаваля, в окрестности точки перехода через скорость звука нз оси сопла. Отдельные работы, появившиеся в последующий периол, не были объединены ни общностью методов, ни преемственностью результатов.
Детальное изучение особенностей околозвуковых течеяий развернулось лишь после второй мировой войны, когда развитие авиационной техники потребовало решения вопросов, связанных с полетом при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Наибольшие успехи были лостигяуты в плоской задаче благодаря следующим двум главным обстоятельствам. Во-первых, основные уравнения плоскопараллельного установившегося безвнхрсвого течения допускают линсаризацию посредством перехода на плоскость годографа скоростей. Во-вторых, специалисты †механи освоили достаточно хорошо развитую теорию линейных уравнений смешанного (эллиптикогиперболического) тина, разработанную еще в 1923 г. итальянским математиком Ф. Трикоии, Эти два момента впервые удачно сочетались в работе Ф.
И. Франкля .О задачах С. А. Чаплыгина для смешанных до- и сверхзвуковых течений", появившейся в !945 г. для практического применения теоретических результатов важное значение имел открытый в 1947 г. Т. Карманом и С. В. Фачьковичем закон подобия для околозвуковых течений. В настоящее время литература по околозвуковым течениям насчитывает много сотен работ, и теория околозвуковых течений является теперь полноправной самостоятельной научной дисциплиной. Автор предлагаемой вниманию читателя книги, К. Г. Гудерлей, является одним из крупнейших в СШЛ специалистов по околозвуковым течениям.
Его работы в этой области внесли существенный ~~лад в теорию, главным образом в ее прикладной части. ппвдисловнв гвдлктогл Значение и особенности этой книги определяются тем, >то она представляет собой первую в мировой литературе попытку систематического изложения математических методов исследования околозвуковых течений. Здесь нашли свое отражение мпо> ис результаты, полученные в этой области до 19об г. Илло>кение носит конкрстпый физический характер.
Ие вдаваясь особенно глубоко в тонкости теории уравнении смешанного типа, Гудерлсй все время стремится направить внимание читателя на изучение явлений, происходящих при околозвуковых течениях. Вся книга от начала и до конца проникнута духом приложений к практическим вог>росам. Ьлагодаря этому пе все стороны теории получают одинаковое освещение. Автор подробно останавлпваегся на таких, например, частных вопросах, как закон подобия, линейнан теория нли расчет по Вуземану методом характеристик.
Б то >ке время он весьма бегло касается проблем коррсктносги постановки рассматриваемых краевых задач и применяемых численных методов, отсылая читателя, когда это возможно, к первоисточникам. Методика использованнв математического аппарата, прнмецяемая Гудерлесм, может быть кратко выра>кена формулой: „сначала у>.адан решение, а затем проверь его". В реализации верной части этой формулы существенную помощь оказывает метод топографа, которым автор пользуется с большим мастерством. Что жс касается второй, то здесь не всегда удастся получить окончательный результат. Это замечание нс является упреком автору и сделано голько для того, чтобы подчеркнуть несовершенство теории.
И сейчас мы еще далеки от того, чтобы уметь дать удовлетворительный ответ на все вопросы об особенностях околозвуковых течений. Составленная аз~ором обширная библиография охватывает нанболес важные работы по околозвуковь>м течениям, в том числе и работы советских ученых. Она приводится без всяких изменений. Отдельные дополнительные ссылки даны в нодстрочнь>х примечаниях. В процессе перевода н редактирования н немецком издании книги было обнару>кено большое количество опечаток. В настоящем издании эти опечатки исправлены. Основная ценность книги К, Г.
Гудсрлея заключается я том, что она содержит оольшой факт>шсскнй материал. Поэтому оиа может быть рекомендована широкому кругу читателей, интересу>ощихся проблемами ополоавуковых течений. Л. В. Овсянников ПРЕДИСЛОВИЕ Околозвуковые течения характерны тем, что в них одновременно существуют сверхзвуковая и дозвуковая области. Глубокое рааличие между свсрхзвуковымн и дозвуковыми течениями является причиной ряда трулностей, возника>о>цих нрн исследовании околозвуковых течений. До настоящего времени этн трудности нс преодолены. Например, лаже такой, казалось бы, простой вопрос, как распределение лавлспия вдоль заданного профиля, вес с>це остается без удовлетворительного ответа.
При таком положении вещей теория околозвуковых течений должна стремиться в первую очередь к тому, чтобы обьяснить главные свойства и особенности околозвуковых течений. От попыток же точного предсказания деталей теория пока вьшу>клсна отказываться. Однако даже при такой ограниченной программе требуется некоторая осторожность. В самом деле, для дозвуковых и сверхзвуковых течений могут быть указаны аналогичные физические явления, которымн можно воспользоваться для придания наглядности пояснениям. 1(роме того, тесное родство между дифференциальными уравнениями лозвуковых тсчений и уравнением Ла>щаса и межлу лиффереипиальными уравнениями сверхзвуковых тс>ений и волновым уравнением значительно облегчаст исследование тсх и других течсний, Иное положение мы имеем для околозвуковых течений, Во-первых, почти нс существует лругих физических явлений, которые были бы аналогичны смешанным течениям, а, во-вторых, разработанная в настоюцсс вРемя теория дифференциальных уравнений смешанного (э»лнптн>согнперболичсского) типа, как бы она ни была ценна, недостаточна для получения полного ответа на фундаментальные математические вопросы, Таким образом, при исследовании околозвуковых течений слва ли можно полага>ься па физическую интуицию нли на соображения нравлоподобпости.
Однако для автора это вовсе не означает, что щ>с:>уст итти по чисто формальному пути, так как анализ точных Решений некоторых частных задач и тщательное исследованис условий тс н пня иногда все же позволяют дать наглядное толкование явлснняч околозвуковых течений, что, в сво>о очередь, дает возмо>к"ость экстраполировать полученные результаты за пределы ~очно известного. пясдпсловие Так или иначе, при исследовании околозвуковых течений во избежание неправильных заключений необходимо обращаться к основным положениям чаще, чем в теории до- и сверхзвуковых течений.
Кроме того, во многих случаях следует проявлять значительно большую осторожность в математических умозаключениях. Отсюда становится понятным, почему в настоящей книге математические рассуждения занимают значительно больше места, чем в книгах, посвященных дои сверхзвуковым течениям, Автор будет считать свою цель достигнутой, если настоящая книга поможет специалисту-аэродинамику понять математические методы и результаты теории околозвуковых течений, а специалисту- математику покажет тс математические вопросы, которые выдвигаются физическими проблемами околозвуковых течений, и тем самым, быть может, натолкнет его на желание устранить некоторые пробелы в математической разработке, упростить ход рассуждений и обогатить рассматриваемую область новыми методами.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
