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第六百四十二章 超音速扰流难题(第3页)

书桌后,思索了一会后,他从抽屉中摸出来了一叠草稿纸,沉吟了一会后划动了手中的圆珠笔。

【∑3i=1·xi(h(φ)φxi)=

0】

这是超音速扰流问题的方程组。

简单的来说,当一个飞行体在空气中以超音速的速度飞行时,一般在飞行体前方就会产生一个激波。按相对运动的观点也可理解为,当一个超音速气流越过一个固定物体时,由于物体的阻绕,在物体前方会形成一个激波。

也就是之前所说的航天器头部的激波锥,这个激波锥的形成,将大大改变气流的状态,从而改变物体受力的情况。

研究这种‘超音速气流’受固定物体阻绕后所产生的激波面的位置,以及波后的流场就称为‘超音速绕流’问题。

如果用数学公式来进行表示,一般在空气动力学中通常会使用euler方程或

navier-stokes方程来描写流动。

其在超音速区域中为双曲型方程,而在亚音速区域中为椭圆型方程。

而对这个方程进行研究,对于现代高速飞行技术的发展,超音速扰流问题方程组的解是至关重要的。

但遗憾的是,由于流场内流体速度的分布是未知的,所以从双曲型方程变化到椭圆型方程的变型线也是未知的,再加上流体运动方程是非线性的

各种复杂的因素累积起来,导致数学家们在研究这个方程组,在数学分析的处理上时,会涉及非线性、混合型、自由边界、整体解等等在偏微分方程理论中普遍认为是最困难的因素。

所以是对于钝头物体超音速绕流问题,由于方程的变型不可避免,至今无论是关于解的存在性、稳定性或是关于解的结构等都缺乏数学理论已严格证明的结果。

其难度虽然没有ns方程和欧拉方程高,但数学界对其至今没有多大的研究进展足以证明了它的困难。

盯着草稿纸上的公式,徐川陷入了沉思中。

钝头物体超音速绕流问题要想进行推导,以他的数学直觉来说,最好的方式并不是直接进行处理。

它是从欧拉方程和ns方程演变而来的偏微分方程组,要对其进行解决的话,以他目前的数学直觉来看,最好先对其做进一步的分解。

当然,有这种想法的并不止他一个,很多的数学家都在做,只是大家的理解和角度也都不同而已。

思忖了一会,徐川继续动笔,将三维无粘可压缩定常流方程组化为具有固定边界的边值问题,进一步做变换。

“则:在三维空间o中给定曲线

i:x

h(z),y=g(z)并给定以i为前缘的翼面,∑y=ψ(x,z)”

“当来流超音速时会产生附着于前缘的激波