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Erschienen in: Technical Physics 9/2023

20.12.2023

Paradox of Description for Motion of a Hydrodynamic Discontinuity in a Potential and Incompressible Flow in the External Region

verfasst von: M. L. Zaytsev, V. B. Akkerman

Erschienen in: Technical Physics | Ausgabe 9/2023

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Abstract

Hydrodynamic discontinuities in an external potential and incompressible flow are investigated. Using the reaction front in a 2D stream as an example, an overdetermined system of equations is obtained that describes its motion in terms of the surface itself. Assuming that the harmonic flux approaching discontinuity is additionally smooth, these equations can be used to determine the motion of this discontinuity without taking into account the influence of the flow behind the front, as well as the entire external flow. It is well known that for vanishingly low viscosity, the tangential and normal components of the velocity are connected by an integral relation on the boundary (Dirichlet and Neumann problems). Knowing one of them along the boundary of the discontinuity, one can determine the entire external flow. However, assuming the external flow is smooth, this will also be the case for all derivatives of the velocity with respect to coordinates and time. Then a paradox arises: knowing the position of the discontinuity and the velocity data at a point on its surface, it is possible to determine the motion of this discontinuity without taking into account the influence of the flow behind the front, as well as the entire external flow. There is no physical explanation for this mechanism. It is possible that a boundary layer is formed ahead of the front, where viscosity plays a significant role and Euler equations are violated. It is argued that the classical idea of the motion of hydrodynamic discontinuities in the potential and incompressible flow in the external region should be corrected.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Paradox of Description for Motion of a Hydrodynamic Discontinuity in a Potential and Incompressible Flow in the External Region
verfasst von
M. L. Zaytsev
V. B. Akkerman
Publikationsdatum
20.12.2023
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Technical Physics / Ausgabe 9/2023
Print ISSN: 1063-7842
Elektronische ISSN: 1090-6525
DOI
https://doi.org/10.1134/S106378422306004X

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