The forces on a flat plate in a couette flow

A bounded shear flow proposed by Glauert is re-examined, to determine more precisely the disturbance caused by the boundary layer on the plate. Toomre and Rott's result, that the pressure gradient due to bounding overtakes the Li-Murray value for an unbounded flow within a surprisingly short distance of the leading edge, is thereby confirmed in a more realistic context. But both of these are found to be less important than that due to the induced circulation predicted by Glauert. While bounding produces a larger leading edge drag than the unbounded theory predicts, circulation gives more lift. The discussion of pressure on and ahead of the plate is given for general bounding. In particular, it shows that the present results are typical and that the anomaly found by Toomre and Rott always disappears when the limit of remote bounding is taken correctly.

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Zusammenfassung Eine seitlich begrenzte Scherströmung, wie sie von Glauert vorgeschlagen wurde, wird neu untersucht, um die Störung, welche durch die Grenzschicht an dieser Platte hervorgerufen wird, genauer zu bestimmen. Toomre und Rotts Resultat, welches besagt, daß der Druckgradient infolge der Begrenzung den von Li-Murray gefundenen Wert für unbegrenzte Strömung in bereits überraschend kurzem Abstand von der Vorderkante übersteigt, wird hierbei in einem etwas realistischeren Zusammenhang bestätigt. Hingegen sind beide Druckgradienten von geringerer Bedeutung als der Einfluß einer auf Glauert zurückgehenden induzierten Zirkulation. Während die begrenzte Strömung zu größerem Widerstand an der Vorderkante führt als eine unbegrenzte, wird durch die Zirkulation mehr Auftrieb erzeugt. Für beliebige Begrenzung wird der Druck an und vor der Platte diskutiert. Insbesondere wird gezeigt, daß die vorliegenden Resultate typisch sind und daß die auf Toomre und Rott zurückgehende Anomalie verschwindet, wenn nur der Grenzübergang für eine Begrenzung im Unendlichen Korrekt ausgeführt wird.

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This research was supported partly by the U.S. Army Research Office-Durham and partly by the National Science Foundation under Grants GP-8711 and 28483.