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Multidimensional simple waves in gas dynamics

机译:气体动力学中的多维简单波

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摘要

A formalism for multidimensional simple waves in gas dynamics using ideas developed by Boillat is investigated. For simple-wave solutions, the physical variables depend on a single function #phi#(r,t). The wave phase #phi#(r,t) is implicitly determined by an equation of the form f(#phi#) = r· n(#phi#) - λ (#phi#)t, where n(#phi#) denotes the normal to the wave front, λ is the characteristic speed of the wave mode of interest, r is the position vector, t is the time, and the function f(#phi#) determines whether the wave is a centred (f(#phi#) = 0) or a non-centred (f(#phi#) ≠ 0) were. Examples are given of time-dependent vortex waves, shear waves and sound waves in one or two space dimensions. The streamlines for the wave reduce to two coupled ordinary differential equations in which the wave phase #phi# plavs the role of a parameter along the streamlines. The streamline equations are expressed in Hamiltonian form. The roles of Clebsch variables, Lagrangian variables, Hamiltonian formulations and characteristic surfaces are briefly discussed.
机译:利用Boillat提出的思想研究了气体动力学多维简单波的形式主义。对于简单波解决方案,物理变量取决于单个函数#phi#(r,t)。波相位#phi#(r,t)由形式为f(#phi#)= r·n(#phi#)-λ(#phi#)t的方程式隐式确定,其中n(#phi# )表示波前的法线,λ是感兴趣的波模的特征速度,r是位置矢量,t是时间,函数f(#phi#)确定波是否为中心(f (#phi#)= 0)或非中心(f(#phi#)≠0)。给出了在一个或两个空间维度上随时间变化的涡波,剪切波和声波的示例。波的流线简化为两个耦合的常微分方程,其中波相位#phi#沿流线偏爱参数的作用。流线方程以汉密尔顿形式表示。简要讨论了克莱布施变量,拉格朗日变量,哈密顿公式和特征曲面的作用。

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