Two dimensional flow with constant shear past cylinders with various cross sections

Zusammenfassung Tsiens Methode, die Stromfunktion für Strömung mit konstanter Drehung an einem Zylinder vorbei festzustellen, wird erweitert, um Gebrauch von den natürlichen Koordinaten des Systems zu machen. Das modifizierte Verfahren wird gebraucht, um die Stromfunktionen für Strömung mit Drehung an elliptischen und parabolischen Zylindern und an einer ebenen Platte vorbei festzustellen. Die Hauptzüge der Strömungsfelder werden untersucht; man richtet besondere Aufmerksamkeit auf die Positionen der Staupunkte. Als ein äusserst wichtiger Parameter in dieser Studie erweist sich die dimensionslose ZahlN=U/l, woU undl respektiv eine typische Geschwindigkeit und Länge im Felde sind und die Drehung ist.     

A graphical method for a closer study of Richardson's annular effect

Zusammenfassung Ein polares Vektordiagramm ermöglicht eine genauere Studie der Geschwindigkeitsverteilung in Flüssigkeitssäulen kreisrunden Querschnitts, die in laminarem Regime schwingen. Die Kennzahl dient hierbei als Parameter. Kleine Werte vonz haben nur geringen Einfluss auf die Verteilung der Geschwindigkeitsamplituden, führen dagegen schon zu beträchtlichen Voreilwinkeln der Phasenverschiebung, die beiz6,1 einen oberen Grenzwert von 51,8° erreichen, um dann gegen den asymptotischen Endwert von 45° wieder abzunehmen. Die übliche Charakterisierung des Richardsonschen Annulareffekts durch ein Maximum der Amplituden ausserhalb der Achse und durchgängige Phasenvoreilung gegenüber der Geschwindigkeit in der Achse, mit einem Maximum an der Wand, erweist sich als Annäherung. Theoretisch weisen die Verteilungskurven, sowohl der Amplituden als auch der Phasenwinkel bei genügend grossen Werten vonz noch weitere Halbwellen abwechselnden Vorzeichens auf. Die Amplituden dieser Welligkeit sind jedoch so klein, dass die Möglichkeit ihres direkten experimentellen Nachweises zweifelhaft erscheint.     

On an integral method for backward boundary layers

Zusammenfassung Eine Integralmethode für die Lösung von zweidimensionalen Grenzschichtgleichungen wird entwickelt für Fälle, in denen die Lösungen sich anfänglich wie diejenigen von End-Grenzschichten benehmen. Diese Lösungen sind von Goldstein behandelt worden. Die bedeutendste Anwendung betrifft den Fall, wo ein zweidimensionaler Strom gegen eine Öffnung fliesst, durch welche die Flüssigkeit entleert wird. In erster Annäherung wird die Grenzschichtströmung für grosse Entfernungen von der Öffnung durch die Ähnlichkeitsgesetze der konvergenten Strömung in einem keilförmigen Kanal beschrieben. Um Strömungen dieser Art zu studieren, die über lange Entfernungen laufen, wird die Geschwindigkeit am Rande der Grenzschicht an Stelle der Entfernung längs der Grenzschicht als unabhängige Veränderliche eingeführt. Die beschriebene Methode wird auf den Fall der Strömung in Richtung eines Schlitzes angewendet, ausgehend von einem unendlichen Halbraum, ferner auf den Fall einer Strömung um eine endliche Platte, die senkrecht zur Strömungsrichtung steht. In beiden Beispielen ist die Potentialströmung in der Form des Kirchhoff-Rayleighschen Gesetzes angenommen, wobei die freien Stromlinien an die scharfen Kanten gebunden sind. Die Methode wird verallgemeinert, so dass sie für allgemeinere End-Grenzschichten benutzt werden kann. Die Resultate stimmen ausgezeichnet mit denen der Methode von Thwaites sowie mit den Ähnlichkeitslösungen von Falkner-Skan überein.     

Heuristische Verfahren zur Maschinenbelegungsplanung bei Reihenfertigung

Zusammenfassung Nach einem Überblick über die Probleme der Maschinenbelegungsplanung und die bisherigen Lösungsansätze hierzu wird für ein Modell der Maschinenbelegungsplanung bei Reihenfertigung, dasFlowshop-Scheduling-Modell, die Konstruktion von heuristischen Lösungsverfahren untersucht und als Beispiel ein weiteres wirksames heuristisches Verfahren abgeleitet. In einem Test bezüglich der Problemlösungsqualität wird die Anwendbarkeit dieser heuristischen Verfahren nachgewiesen.

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Summary In the case of the flowshop-scheduling-model, the construction of heuristic methods is analyzed. Another efficient heuristic method is derived. Concerning the quality of solutions found, a test shows the applicability of the heuristic methods.

     

Darstellungssätze für Strömungen und Halbströmungen I

Zusammenfassung Der in der Ergodentheorie der Strömungen fundamentale Satz vonAmbrose [2] über die Darstellung meßbarer Strömungen durch Strömungen unter einer Funktion wird in verschiedener Hinsicht verallgemeinert. Im vorliegenden Teil I der Arbeit betrachten wir konservative und dissipative Strömungen in -endlichen Maßräumen. Für dissipative Strömungen wird durch unseren Satz das Isomorphieproblem auf ein unter schwachen Regularitätsbedingungen gelöstes Problem zurückgeführt.Der Darstellungssatz für konservative Strömmungen gestattet analog zu [1] die Beantwortung von Fragen über die Entropie konservativer Strömungen [8]. Darauf gehen wir in einem folgenden Teil II der Arbeit näher ein, in dem wir allgemeiner Halbströmungen betrachten. Die Darstellungssätze für Halbströmungen (und ihre Beweise) sind jedoch soviel komplizierter, daß es zweckmäßig erschien, die hier behandelten Sätze gesondert zu veröffentlichen, zumal der Spezialfall von Strömungen weitergehende Aussagen (Satz 3.2) gestattet.     

Some numerical investigations on empirical strain energy functions in the large axi-symmetric extensions of rubber membranes

Zusammenfassung Ein numerisches Verfahren zur Behandlung von axial-symmetrischen Membranproblemen bei endlichen elastischen Formänderungen wird auf die Verwölbung einer kreisförmigen elastischen Membran angewendet. Die zur Lösung notwendige numerische Integration der Gleichgewichtsbedingungen erfolgt bei den gewählten Beispielen mit Hilfe einer für die Berechnung mit Handrechenmaschine gebräuchlichen Differenzmethode.Gestützt auf mehrere experimentelle und theoretische Arbeiten werden zur Untersuchung der Lösung des Membranproblems verschiedene Formen der FormänderungsenergieW bei grossen Deformationen betrachtet (10<I ₂<1000). Eine Verallgemeinerung der logarithmischen Form fürW vonGent undThomas erweist sich als ungeeignet für die betrachtete Ordnung der Deformation. Durch Anpassung der Parameter in der Drei-Parameter-Gestalt der Formänderungsenergie vonCarmichael undHoldaway wird eine gute Übereinstimmung mit dem Experiment erhalten. Für diese Lösungen besitzt W/I ₁ einen konstanten Wert bei der Deformation, was eine frühere Feststellung vonRivlin undSaunders für Werten vonI ₂ bis 1000 bestätigt. Das Versagen der logarithmischen Form vonW ist auf die starke Abnahme von W/I ₂ im Bereich grosser Dehnungen zurückzuführen.

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The results presented in this paper were obtained in the course of research sponsored by the National Science Foundation under Grant GP-991.     

Heuristische Verfahren zur Tourenplanung bei der Hausmüllentsorgung in ländlichen Regionen

Zusammenfassung Tourenprobleme bei der Hausmüllsammlung lassen sich in die Reihe der Lieferplanprobleme einordnen. Zur Lösung praktischer Größenordnungen werden hier einfache heuristische Verfahren (Prioritätsregeln) vorgestellt, weniger um der Vielzahl heuristischer Verfahren weitere hinzuzufügen als vielmehr dem Praktiker einen vielversprechenden Weg beim Lösen seiner Probleme aufzuzeigen.

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Summary The discussed solid waste collection problem shows the properties of the so called truck dispatching problem. To solve problems for typical problem structure heuristic rules are pointed out in order to show the planner an efficient way of problem solving.

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Zusammenfassung dreier Vorträge im 4. planungstechnischen Seminar Tourenplanung bei der Abfallbeseitigung am Institut für Siedlungswasserwirtschaft der Universität Karlsruhe am 1.10.1976.     

Computation of total,differential and double-differential cross sections for compound nuclear reactions of the type (a,b γ) and (a,b γ−γ)

Zusammenfassung Zur vollautomatischen Berechnung von totalen, differentiellen und doppeldifferentiellen Wirkungsquerschnitten im Falle von Kernreaktionen des Typus (a, b, ) und (a, b –) wurden Programme in der ALGOL-64-Sprache aufgestellt, die für einen schnellen Computer, wie die CDC 1604-A, geeignet sind. Wie hier beschrieben, liefern sie entsprechende Winkelverteilungen und Winkelkorrelationen in absoluter und normierter Form für Reaktionen, bei denen Spin-1/2-Teilchena (z. B. Nukleonen) mit willkürlichem Bahndrehimpuls von einem Targetkern (dessen Spin im Grundzustand ganz- oder halbzahlig sein darf) aufgefangen werden, unter Bildung eines kurzlebigen Zwischenkernes, dessen Energieniveaus ein statistisches Quasi-Kontinuum bilden, und der unter Emission von Spin-1/2-Teilchenb mit beliebigem Bahndrehimpuls in einen angeregten Zustand eines Restkerns zerfällt. Die Programme ermöglichen es, weitere Ausgangskanäle des Zwischenzustandes sowie gemischte Multipolarität beim -Zerfall des Restkerns zu berücksichtigen; ferner können sie, durch Wahl geeigneter Transmissionskoeffizienten, den Einfluss einer Spin-Bahn-Wechselwirkung miteinschliessen. Sie dienen weiter zur Berechnung des Beitrages weiterer -Kaskaden durch die Behandlung von Fällen der Art (a, b ₁– ₁), bei denen der ₁ unbeobachtet bleibt, während ₂ beobachtet wird. Bei der Winkelverteilung von -übergangsstrahlung gemischter Multipolarität werden normierte, wie auch absolute Entwicklungskoeffizienten der Legendre-Polynomreihe für reine Multipolarität und für gemischte Multipolarität mit einem vorgegebenen Mischungsverhältnis berechnet. Ferner wird ein weiterer Satz von Mischungsverhältnissen behandelt, was zur Bestimmung unbekannter Verhältnisse oder Spin-Paritäts-Zuordnungen eines Kernzustands führen kann.Weitere Möglichkeiten im Falle von Teilchen- und/oder -Verteilungen (wenn die letzteren keinen unbeobachteten -Übergang einschliessen) wurden eingebaut, die automatisch eine systematische Änderung des Spins (mit positiverund negativer Parität) des durch die austretenden Teilchenb bevölkerten Niveaus für irgendeine anfängliche Spin-Sequenz durchführen. Weitere schnelle Computer-Programme, die mit den obigen verwandt sind, werden zusammenfassend diskutiert.     

Rotational-flow analysis of plane right-angle bends

Zusammenfassung Nach einem Verfahren, das als Methode der gefrorenen Wirbel bezeichnet wird, werden ebene Strömungen durch einen Krümmer berechnet. Der Grundgedanke des Verfahrens besteht darin, die Wirbelstärke näherungsweise als eine Funktion der Stromfunktion allein anzusetzen. Man wird so auf eine Poisson-Gleichung für die Stromfunktion geführt. Die Rechnungen werden durchgeführt für Geschwindigkeitsverteilungen im Eintrittsquerschnitt, die der ausgebildeten laminaren und turbulenten Strömung entsprechen. Am Beispiel der Laminarströmung wird der Einfluss vorgegebener Wirbelverteilungen und Ausflussbedingungen auf die Strömung in den verschiedenen Bereichen des durchströmten Raumes untersucht. Bei den Berechnungen mit Geschwindigkeitsprofilen, die der turbulenten Strömung entsprechen, wurden zudem die Einflüsse der Krümmung und der Art der Zuströmung betrachtet, wobei der Krümmungsradius vom 0,75fachen bis zum 4fachen der Kanalbreite variiert wurde. Das Verhältnis des Mittelwertes der Geschwindigkeit im Eintrittsquerschnitt zur Geschwindigkeit in der Mitte dieses Querschnittes erweist sich dabei als ein hydrodynamisch charakteristischer Parameter, während die Annahmen über die Geschwindigkeitsverteilung am Austritt nur von geringfügigem Einfluss sind. Bei scharfer Krümmung und ungleichmässigen Geschwindigkeitsprofilen tritt Strömungsablösung an der Aussenwand auf. Ablösungserscheinungen an der Innenwand — die praktisch beobachtet werden — liefert diese Theorie nicht, womit die Grenzen ihrer Anwendbarkeit in Erscheinung treten.     

Nonlinear analysis of flow pulses and shock waves in arteries

Zusammenfassung In jeder Gruppe von Menschen variieren die Kreislaufparameterwerte von Individuum zu Individuum ziemlich stark. Um die Effekte realistischer Schwankungen dieser Parameter auf die Strom-und Druckpulse in arteriellen Leitungen zu untersuchen und um mögliche Manifestationen gewisser pathologischer Zustände wie Arteriosklerosis und die Insuffizienz der Aortenklappen zu identifizieren, werden hier einige der Resultate präsentiert, die sich auf Grund des im ersten Teil beschriebenen mathematischen Modells ergeben. Insuffizienz der Aortenklappen ist nachgebildet durch einen Ausströmungspuls mit aussergewöhnlich grossem Rückstrom. Der zugehörige Druckpuls zeigt die bekannten Eigenschaften von Stosswellen, die anscheinend verantwortlich sind für die pistol shot sounds, die man über der arteria femoralis und der arteria radialis von Patienten mit Aorteninsuffizienz hört.

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For Part I see Z. ang. Math. Phys.22, 217 (1971).     

Bounding eigenvalues of clamped plates

Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Berechnung von oberen und unteren Schranken für die Eigenwerte einer eingespannten Platte beliebiger Form dargestellt. Die Methode besteht darin, exakte Partikulärlösungen der Plattengleichung ( ² u=u) zu konstruieren, welche die Randbedingungen des Plattenproblems approximativ erfüllen. Der Abstand zwischen dem Eigenwert der Partikulärlösung und einem Eigenwert des Plattenproblems kann dann mit Hilfe eines Lemmas vonMoler undPayne abgeschätzt werden.Als Beispiele wurden die ersten Eigenwerte der quadratischen Platte sowie einiger elliptischer Platten berechnet. Für eine spezielle elliptische Platte sind die ersten vier Eigenwerte angegeben.     

A new approach to the theory of an oscillating cylinder viscometer by dimensional analysis

Zusammenfassung Es wurde ein Verfahren entwickelt, um den Viskositätskoeffizienten einer Newtonschen Flüssigkeit mit Hilfe eines schwingenden Zylinderviskosimeters zu messen. Es wird gezeigt, dass die Ablesungen von (₀/₀) für verschiedene Flüssigkeiten zu einer einzigen Kurve führen, wenn sie als dimensionsloses Produkt der veschiedenen Variablen aufgetragen werden. Diese einfache Kurve hängt nicht von der Viskosität und Dichte der Flüssigkeit ab, hingegen von den Dimensionen der Apparatur.Experimente wurden an Paraffinöl, Glyzerin und Olivenöl ausgeführt. Die Ergebnisse scheinen sowohl die Theorie wie das Verfahren zu stützen.     

Efficient methods for the allocation of resources in project networks

Summary The paper surveys available algorithms for resource allocation in project networks that appear computationally efficient. Three cases of resource allocation are considered: time-cost tradeoff, leveling of resources, and constrained resources. Practical analytical methods that guarantee optimal solutions exist only for the time-cost tradeoff problem. Heuristic procedures for problems with constraints on resources do not guarantee but come close to optimal solutions. Relative advantages of heuristic algorithms cannot be assessed in the absence of large scale empirical comparisons.

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Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über Algorithmen für die Verteilung der Ressourcen in Netzwerk-Projekten, die rechnerisch effizient erscheinen. Es werden 3 Fälle der Verteilung von Ressourcen betrachtet: time-cost tradeoff, leveling of resources und constrained resources. Praktische analytische Methoden, die optimale Lösungen garantieren, existieren nur für das time-cost tradeoff Problem. Heuristische Verfahren für Probleme mit Beschränkungen garantieren zwar keine optimalen Lösungen, führen aber eng an sie heran. Die relativen Vorteile, die durch heuristische Programme erzielt werden, können beim Fehlen empirischer Vergleichsmöglichkeiten großen Stils nicht abgeschätzt werden.

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Vorgel. v.:G. Tintner.     

Dynamische Optimierung und PONTRJAGINsches Maximumprinzip

Zusammenfassung Die Frage nach der optimalen Steuerung wirtschaftlicher, technischer und anderer Prozesse führt oft auf Problemstellungen, die mit den Methoden der klassischen Variationsrechnung nicht mehr behandelt werden können. In den letzten Jahren sind nun zwei Lösungsverfahren entwickelt worden, die diesen Aufgabenstellungen besser angepaßt sind: Die Methode der dynamischen Optimierung und dasPontrjaginsche Verfahren, das auf dem sogenannten Maximumprinzip beruht. Nach einer Zusammenstellung typischer Probleme obiger Art werden beide Verfahren kurz geschildert. Anschließend werden sie hinsichtlich ihres Rechenaufwandes miteinander verglichen, und es wird angegeben, in welchen Fällen das eine oder andere der beiden Verfahren vorzuziehen ist.

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Summary The question of the optimal control of economic, technical, and other processes leads in many cases to problems, which cannot be solved by application of the classical calculus of variations. During the last years there were two methods developed, which more correctly encompass these problems: the procedure of dynamic programming, and the method ofPontrjagin based on the so-called maximum principle. Having composed series of typical problems of the above-mentioned type, both procedures are briefly described. Finally, they are compared with each other in regard to the extent of calculation, in order to indicate in which cases the first or the second method is to be preferred.

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Vorgel. v.:J. Heinhold.     

Asymmetrical slow viscous fluid motions caused by the translation or rotation of two spheres. Part II: Asymptotic forms of the solutions when the minimum clearance between the spheres approaches zero

Zusammenfassung In dieser Arbeit handelt es sich um eine Analyse der asymptotischen Formen für die Lösung von Problemen der langsamen zähen Strömung, die durch die Bewegung von zwei starren sphärischen Grenzen verursacht wird, wenn diese sich entweder entlang von Axen bewegen, die senkrecht zu der Verbindungslinie ihrer Zentren liegen, oder sich um diese drehen, Es wird der Grenzfall untersucht, bei dem der den Mindestspielraum zwischen den Sphären definierende Parameter sich Null nähert. Es wird gezeigt, dass für Kugeln, die ausserhalb einander liegen, die Kräfte und die Momente, die auf jede der beiden Kugeln einwirken, singulär werden, und zwar wie log für 0, für alle Werte der Radien. Wenn eine Kugel die andere einschliesst, findet man im allgemeinen dasselbe Verhalten, aber wenn eine stationäre Kugel eine drehende einschliesst, so verschwinden die Kräfte für »0, wenn der Radius der äusseren Kugel viermal so gross als der der inneren ist. Ein entsprechendes Verhalten zeigen auch die Momente, wenn sich die innere Kugel fortbewegt.     

Beiträge zur Dekomposition von linearen Programmen

Zusammenfassung Das Ziel dieser Arbeit besteht vor allem darin, die Zusammenhänge der Dekompositionsmethoden für lineare Programme vonDantzig/Wolfe, Abadie/Williams, Benders, Rosen usw. aufzusuchen. In Kapitel I und III werden diese Methoden mehr oder weniger ausführlich behandelt. Für einige Sätze werden neue Beweise angegeben. In Kapitel II entwickeln wir eine neue Dekompositionsmethode, die aus der Kombination des primaldualen Verfahrens mit derDantzig/Wolfeschen Dekomposition entsteht. Der Idee vonCharnes/Cooper folgend benützen wir dyadische Transformationen in Kapitel IV, um mehrstufige und Transportprobleme durch Dekomposition zu lösen. Schließlich werden in Kapitel V Überlicke über Anwendungen, Erweiterungen für nichtlineare Programmierung und einige Ausblicke gegeben.

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Summary In this paper we are concerned with the decomposition methods ofDantzig/Wolfe, Abadie/Williams, Benders andRosen, particularly to show the relations among them. A new method, the primal-dual decomposition method is developed. FollowingCharnes/Cooper, dyadic transformations are used to solve various linear programs by decomposition. A survey of extensions and applications is also given.

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Diese Arbeit wurde von der Philosophischen Fakultät II der Universität Zürich als Dissertation angenommen.     

Energy stability of channel flows

Zusammenfassung Die Energiemethode wird zur Untersuchung der Stabilität einer beliebigen Kanalströmung angewandt. Es wird eine auf Eigenwertabschätzungen basierte qualitative Beschreibung der Fläche (, ) gegeben, welche die Schranke für den Instabilitätsbereich in Abhängigkeit von Längs- bzw. Querwellenzahl der Störungen darstellt. Eine allgemeine untere Grenze für die minimalisierende Querwellenzahl und den zugehörigen Eigenwert (0, ) wird angegeben. Das Problem der Energiestabilität wird dann für eine Klasse von Geschwindigkeitsprofilen mit Wendepunkt gelöst. Die durch numerische Integration erhaltenen Ergebnisse werden mit den Ergebnissen der linearen Stabilitätstheorie verglichen.     

An in-core/out-of-core method for solving large scale assignment problems

We describe how the shortest augmenting path method can be used as basis for a so called in-core/out-of-core approach for solving large assignment problems in which the data cannot be kept in central memory of a computer. Here we start by solving the assignment problem on a sparse subgraph and then we introduce the remaining edges in an outpricing/reoptimization phase. We introduce several strategies which enable to keep the working subgraph sparse throughout the procedure and even lead to an all in-core code which is faster than the basic shortest augmenting path code.

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Zusammenfassung Wir beschreiben einen sogenannten In-Core/Out-of-Core Ansatz auf der Basis der kürzesten erweiternden Wege Methode für die Lösung gro\er Zuordnungsprobleme, für die die gesamte Kostenmatrix nicht im Zentralspeicher des Rechners gehalten werden kann. Bei diesem Ansatz wird in einer ersten Phase ein Zuordnungsproblem über einem dünnen Teilgraph optimal gelöst. In einer zweiten Phase werden dann die nicht berücksichtigen Kanten mittels der optimalen Duallösung bewertet (outpricing) und gegebenenfalls eine Reoptimierung durchgeführt. Durch Anwendung spezieller Strategien wird es möglich, während der gesamten Lösung den im Zentralspeicher abzuspeichernden Teilgraphen dünn zu halten. Weiterhin zeigt sich, da\ dieser Ansatz zu einem neuen Verfahren führt, das der zugrunde liegenden kürzesten erweiternden Wege Methode überlegen ist.

     

On the O.D.E. of stagnation point flows of power law fluids

Zusammenfassung Es wird bewiesen, dass die Lösungf der quasilinearen Differentialgleichung dritter Ordnung, welche die zweidimensionalen Staupunktströmungen der nicht-Newtonschen Flüssigkeiten mit Potenzgesetz beherrscht, für alle Potenzenn2 eine diskontinuierliche dritte Ableitungf' hat. Zur Berechnung der Lösung für allen>0 wird ein leichtes numerisches Verfahren beschrieben, und es werden numerische Resultate gegeben.