Propagation of simple non-linear waves in gas filled tubes with friction

Summary The propagation of simple nonlinear waves in tubes is investigated. It is seen that both continuous and discontinuous asymptotic waves exist for which the nonlinear distortion and the viscous effect owing to the boundary layer just balance. Both types of solutions can be collapsed into one normalized asymptotic solution. A numerical method is given to compute time-dependent solutions. The evolution of continuous and discontinuous waves is illustrated with two examples.

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Zusammenfassung Untersucht wird die Fortpflanzung einfacher nichtlinearer Wellen in Rohren. Es wird gezeigt, daß asymptotische Wellen mit und ohne Diskontinuität existieren, für welche sich Grenzschichteffekte und nichtlineare Aufsteilung gerade die Waage halten. Die Lösungen beider Arten können auf eine einzige normalisierte asymptotische Lösung zurückgeführt werden. Es wird ein numerisches Verfahren angegeben, mit welchem zeitabhängige Lösungen berechnet werden können. Die Evolution von Wellen mit und ohne Diskontinuität wird mit zwei Beispielen illustriert.

     

A hybrid algorithm for solving convex separable network flow problems

Based on computational experiments with different approaches to convex separable network flow problems a hybrid algorithm is developed and implemented. Phase one of the algorithm uses a rapidly converging series of piecewise linear secant approximations in order to determine a good solution within some distance of the optimum. Starting from this solution, a feasible direction method, based on reduced Newton directions, is used in the second phase of the algorithm to determine the optimal solution. Since nonlinear network flow problems tend to be degenerate, special emphasis is put on the construction of a basis that yields a strictly positive step length at the beginning of phase two of the hybrid algorithm.A number of test problems have been solved successfully. It is expected that the approach can be extended to solve large-scale problems with convex separable objective functions. Details of the implementation and computational results are presented.

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Zusammenfassung Ausgehend von experimentellen Ergebnissen mit unterschiedlichen Lösungsverfahren für separable Netzwerkflußprobleme wurde ein zweistufiges Verfahren entwickelt und implementiert. Auf der ersten Stufe wird in einem iterativen Prozeß das zu lösende Problem mehrfach stückweise linearisiert. Man erhält eine bereits sehr gute Lösung. Mit dieser wird ein Richtungsverfahren initialisiert, das unter Verwendung reduzierter Newton Richtungen die optimale Lösung bestimmt. Das Richtungsverfahren bildet die zweite Stufe des Verfahrens. Da nichtlineare Netzwerkflußprobleme im allgemeinen stark entartet sind, wird zu Beginn der zweiten Stufe des beschriebenen Verfahrens eine Basis konstruiert, die eine positive Schrittlänge zuläßt.Es wurden zahlreiche Testprobleme mit bis zu 600 Knoten und 1400 Kanten mit dem beschriebenen Verfahren erfolgreich gelöst. Es wird erwartet, daß das Verfahren auch auf sehr viel größere Probleme mit konvexer, separabler Zielfunktion angewendet werden kann. Es wird auf Fragen zur Implementation eingegangen und es werden numerische Ergebnisse diskutiert.

     

The laminar boundary layer on a blunted wedge

Zusammenfassung Es wird die Grenzschicht an einem abgestumpften Keil mit Hilfe der Görtlerschen Reihe berechnet. Man findet, von der Staupunkt-Grenzschicht ausgehend, eine asymptotische Annäherung an die Grenzschichten von Falkner und Skan; die asymptotische Lösung wird mit Hilfe der Reihe sehr befriedigend dargestellt, besonders nach Anwendung von verschiedenen Methoden zur Verbesserung der Konvergenz. Zudem wird die Annäherung an die Lösung im Unendlichen analytisch untersucht, wobei sogenannte asymptotische Eigenfunktionen auftreten.Die rechnerisch ausgewertete Lösung für einen Keil mit rechteckigem Öffnungswinkel kann als Vergleichsfall zur Beurteilung von numerischen Methoden benützt werden.

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To ProfessorHenry Görtler on his sixtieth birthday

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The research carried out at UCSD was supported by the Advanced Research Projects Agency (Project DEFENDER) under Contract No. DA-31-124-ARO-D-257, monitored by the U.S. Army Research Office-Durham.

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The research carried out at Stanford was supported by the Air Force Office of Scientific Research under Contract No. AF49(638)-1274.     

General axisymmetric solution of the creeping motion equations in the presence of free surfaces and gravitational forces

The Navier Stokes equations for slow motion of an incompressible viscous flow in an axisymmetric tube under gravity are solved in terms of a pair of potential functions. Their gauge transformations and scaling properties are discussed and the velocity field of a fluid with a free upper surface at constant position is calculated from tube geometry and the outlet pressure. For numerical solution a polynomial approximation is given which is stable against the uncertainties of the boundary conditions as is demonstrated for a simple example.

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Zusammenfassung Die linearisierten Navier-Stokes Gleichungen für eine imkompressible zähe Flüssigkeit im Schwerefeld werden für den axialsymmetrischen Fall mit Hilfe zweier Potentialfunktionen gelöst. Ihre Eichtransformationen und Skalierungseigenschaften werden angegeben. Die Lösung wird dazu benutzt um das Geschwindigkeitsfeld einer Flüssigkeit mit ortsfester freier Oberfläche in einem axialsymmetrischen Gefäß aus der Geometrie und dem Auslaßdruck zu berechnen. Zur numerischen Lösung wird eine polynomiale Näherung angegeben. An einem Beispiel wird gezeigt, daß die Methode gegen die Unsicherheiten der Randbedingungen stabil ist.

     

A finite time singularity of the boundary layer equations of natural convection

Summary The unsteady natural convection flow about a horizontal circular cylinder at whose surface the heat flux is constant is considered. A numerical solution of the equations valid in the vicinity of the uppermost generator of the cylinder displays singular behaviour after a finite time. It is demonstrated that the breakdown of the solution is consistent with a triple layer structure characterised by an inertia dominated central region.

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Zusammenfassung Wir untersuchen die nicht-stationäre natürliche Konvektion entlang eines horizontalen Zylinders mit konstantem Oberflächenwärmefluß. Eine in der Umgebung des obersten Generators des Zylinders gültige numerische Lösung führt nach endlicher Zeit zu einem singulären Verhalten. Es wird gezeigt, daß das Zusammenbrechen der Lösung konsistent ist mit einer Dreischichtstruktur in der der mittlere Bereich von der Trägheit dominiert wird.

     

An asymptotic approach for shock-wave/transpired turbulent boundary layer interactions

Summary In this work perturbation techniques are used to study the problem of the interaction between a shock wave and a transpired turbulent boundary layer at transonic speeds. In the case considered here, the Mach number is assumed to be high enough for the sonic line to penetrate deep into the boundary layer so that it ends close to the wall. The flow region is divided into a region of strong interaction and regions of weak interaction. For the regions of weak interaction, upstream and downstream of the shock, a classical two-deck structure is assumed to hold for the boundary layer. Solutions chosen for these regions must account for the effects of blowing or suction. The strong interaction region on the other hand is shown to consist of three decks. A detailed analysis of the whole flow field is carried out and solutions valid in the double limit as Reynolds number tends to infinity and Mach number tends to one are proposed. Solutions of adjacent layers are shown to match so providing a smooth solution for the entire flow region. The analysis yields solutions for the pressure and skin-friction profiles.

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Zusammenfassung In dieser Veröffentlichung wird mit Methoden der Störungsrechnung das Problem der Wechselwirkung zwischen einer Schockwelle und einer turbulenten Grenzschicht mit Blas- und Saugeffekten beim Übergang zu Überschallgeschwindigkeiten untersucht. In dem hier betrachteten Fall ist die Machzahl so hoch, daß die Schockwellenfront tief in die Grenzschicht eindringt und nahe bei der Wand endet. Das Strömungsgebiet wird in ein Gebiet starker Wechselwirkung und in ein Gebiet schwacher Wechselwirkung eingeteilt. Für die Gebiete schwacher Wechselwirkung (vor und hinter der Schockwellenfront) wird angenommen, daß die Grenzschicht eine klassische zwei-Deck Struktur besitzt. Lösungen, die für diese Gebiete gewählt werden, müssen die Blas- oder Saugeffekte erklären. Es wird gezeigt, daß das Gebiet starker Wechselwirkung dagegen aus drei Decks besteht. Eine ausführliche Berechnung des gesamten Strömungsfeldes wird durchgeführt, und es werden Lösungen angegeben, die gültig sind für den doppelten Grenzfall, daß die Reynoldszahl gegen unendlich und die Machzahl gegen eins strebt. Es zeigt sich, daß die Lösungen für benachbarte Schichten aneinander passen, und daß sich damit eine stetige Lösung für das gesamte Strömungsgebiet ergibt. Die Lösungen für die Druck- und Wandreibungsprofile werden bestimmt.

     

Approximate solution of boundary layer problems with injection or suction

Zusammenfassung Der grundlegende linearisierte Ansatz zur Näherungslösung von Grenzschichtproblemen wird auf neue Anwendungen erweitert, um die Behandlung von Problemen mit Massenaustausch durch die Oberfläche zu ermöglichen und die Beschränkung auf die Prandtl-Zahl 1 zu mildern. Das klassische Problem der konstanten, d. h. nicht ähnlichen Geschwindigkeitsverteilung an der Oberfläche wird behandelt, und die Ergebnisse werden mit der exakten numerischen Lösung verglichen. Es ergibt sich eine ausgezeichnete Übereinstimmung. Sodann wird eine Lösung des schwierigen und praktisch wichtigen Problems einer Stufenfunktion für die Oberflächengeschwindigkeit gegeben. Die freie Konvektion über einer vertikalen Platte mit konstanter Temperatur und Oberflächengeschwindigkeit wird erstmalig gelöst. Schliesslich wird das der Schlitzeinspritzung entsprechende Anfangswertproblem unter Milderung der bisherigen AnnahmeP _r =1 behandelt.

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This work was supported by the National Science Foundation, Grant No. GK-310,     

The effect of boundary conditions and mesh size on the accuracy of finite difference solutions of two-point boundary problems

Zusammenfassung Es werden inhomogene Randwertaufgaben bei einer gewöhnlichen linearen Differentialgleichung 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten untersucht. Es gibt dann bekanntlich Ausnahmefälle, wo die Länge des Grundintervalls kritisch ist, das heisst die Randwertaufgabe im allgemeinen keine Lösung besitzt. Auch wenn die Differentialgleichung durch eine Differenzengleichung approximiert wird, hat letztere kritische Intervalle, und es zeigt sich, dass in der Nähe eines kritischen Falles die Lösungen der Differential- und der Differenzengleichung erheblich voneinander abweichen können. Es wird ferner bewiesen, dass bei Verfeinerung der Maschenlänge die kritischen Intervalle der Differenzengleichung gegen diejenigen der Differentialgleichung streben oder über alle Grenzen wachsen.     

Optimale Produktionsverteilung zur Erzielung des maximalen Reingewinns

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird gezeigt, wie die Produktion einer Erzeugnispalette in mehreren Produktionsstätten, unter Berücksichtigung einer Reihe von Kapazitätsrestriktionen, optimal verteilt werden kann. Es wird demonstriert, nach welchem Schema die schon optimal erzeugten Produkte zu den Verbrauchern transportiert werden sollen, so daß aus der kombinierten Produktions-Transportaufgabe der maximale Reingewinn erzielt werden kann.Dazu könnte man sich der bekannten Regeln der Entscheidungstheorie bedienen, der Erfolg aber bleibt dabei sehr in Frage gestellt.Im vorliegenden Beitrag wird dagegen versucht, mit Hilfe der Matrixspiele und des Transportalgorithmus zu einer annehmbaren Lösung zu gelangen.

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Summary The present work attempts to identify the optimal schedule of a production allocation and distribution problem. Specifically a number of products are to be produced at various plants, under considerations of certain capacity restrictions, and distributed to known markets.A model is presented for this problem and a solution procedure proposed, which utilizes game theory to determine the optimal production schedule and the transportation algorithm to obtain the optimal distribution pattern. The above solution procedure which is demonstrated via a numerical example, seems to perform better than the usual decision theory criteria.

     

Discrete methods for boundary value problems with applications in plate deflection theory

In this report we survey numerical techniques of order 2, 4 and 6 for the solution of a two-point boundary value problem associated with a fourth-order linear ordinary differential equation. A sufficient condition guaranteeing a unique solution of the boundary value problem is also given. Numerical results are tabulated for two typical numerical examples and compared with some known methods including the shooting technique employing the classical fourth-order Runge-Kutta method.

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Zusammenfassung In dieser Arbeit werden numerische Methoden der Ordnung 2, 4 und 6 untersucht zur Lösung eines Zwei-Punkt Randwertproblemes für eine gewöhnliche lineare Differentialgleichung vierter Ordnung. Es wird eine hinreichende Bedingung gegeben die die eindeutige Lösung der Randwertaufgaben gewährleistet. Tabellen der numerischen Resultate werden für zwei typische Beispiele angegeben und mit gewissen bekannten Methoden verglichen, einschliesslich der Einschiess-Technik die die klassische Runge-Kutta Methode vierter Ordnung benützt.

     

Mixed convection similarity solutions on a horizontal surface

The mixed convection boundary layer on a horizontal plate is considered for the two separate cases when there is a uniform free stream with the plate held fixed and when there is no outer flow but the plate is moving continuously with a uniform velocity along its length. In both cases we assume that power law temperature distribution on the plate which enables the governing equations to be reduced to similarity form. For the first problem we consider the range of buoyancy parameter for which there are dual solutions, showing how these dual solutions arise from a bifurcation and how the lower branch of solutions terminate as the buoyancy parameter tends to zero. For the second problem we show that there is a unique solution for all positive values of the buoyancy parameter and that for negative values the solution terminates at a singular solution with algebraic decay.

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Zusammenfassung Die Grenzschicht an einer horizontalen Platte mit gemischter Konvektion wird für zwei Fälle untersucht: Für eine ruhende Platte bei gleichförmiger Außenströmung und für eine Platte, die sich kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit in ihrer eigenen Ebene bewegt, ohne Außenströmung. Für beide Fälle wählen wir ein Potenzgesetz für die Temperaturverteilung entlang der Wand, für welche die Grundgleichungen eine Ähnlichkeitslösung zulassen. In der ersten Problemstellung betrachten wir einen Bereich des Auftriebsparameters, für den zweifache Lösungen existieren. Wir zeigen, wie diese doppelten Lösungen aus einer Bifurkation entstehen und wie der untere Lösungszweig endet, wenn der Auftriebsparameter gegen Null strebt. Für die zweite Problemstellung zeigen wir, daß eine eindeutige Lösung existiert für alle positiven Werte des Auftriebsparameters und daß für negative Werte eine singuläre Lösung mit algebraischem Zerfall erreicht wird.

     

Singular and non-unique solutions of the boundary-layer equations for the flow due to free convection near a continuously moving vertical plate

In this paper it is shown, using a numerical technique, that the boundary-layer equations for the flow near a continuously moving vertical plate with free convection are not unique. Further it is observed that when the buoyancy forces dominate the viscous forces there are no solutions. However, when the buoyancy forces oppose the motion of the plate, it is found that the numerical solution terminates in a singular manner which is of a different nature to any previously published results which have been obtained by solving non-linear ordinary differential equations where singular and dual solutions exist.

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Zusammenfassung In diesem Artikel wird mittels eines numerischen Verfahrens gezeigt, daß die Grenzschichtgleichungen für die Strömung in der Nähe einer kontinuierlich bewegten vertikalen Platte mit freier Konvektion nicht eindeutig sind.Weiter wird beobachtet, daß es keine Lösungen gibt, wenn die Auftriebskräfte über die Zähigkeitskräfte dominieren.Wenn jedoch die Auftriebskräfte der Plattenbewegung entgegentreten, wird herausgefunden, daß die numerische Lösung zu einer singulären Lösung wird, welche sich vor allen bisher veröffentlichten Resultaten unterscheidet, die durch Lösung der gewöhnlichen nichtlinearen Differentialgleichungen gefunden worden sind, bei denen singuläre und zweifache Lösungen existieren.

     

Grundzüge des Dynamic Programming

Zusammenfassung Es wird ein kurzer Überblick über einige Hauptprobleme des Dynamic Programming — einer speziellen Lösungsmethode zur Auffindung optimaler Lösungen bei mehrstufigen Extremwertsaufgaben — gegeben. Es wird gezeigt, wie in gewissen Fällen die Problemstellung des Linear Programming verallgemeinert und die Aufgabe mit Hilfe dieser Methode gelöst werden kann. Abschließend wird ein Optimalisierungsprinzip angegeben, das eine Kennzeichnung der Aufgaben gestattet, die einer Lösung durch die Methode des Dynamic Programming zugänglich sind.

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Summary A brief survey is given about several main problems of dynamic programming — a special procedure for finding optimal solutions of multi-stage extremal value problems. It is shown that in certain cases the approach of linear programming can be generalized and the problem be solved by means of this procedure. Finally a principle of optimization is stated which permits a characterization of the problems lending themselves to a solution by means of dynamic programming.

     

Numerical solution of a singular integral equation appearing in magnetohydrodynamics

The numerical solution for the velocity and induced magnetic field has been obtained for the MHD flow through a rectangular pipe with perfectly conducting electrodes. The problem reduces to the solution of a singular integral equation which has been solved numerically. It is found that as the Hartmann number is increased the velocity profile shows a flattening tendency and the flux through a section is reduced. Also as compared with the case of nonconducting walls the flux is found to be smaller. Graphs and tables are given for the solution of the integral equation and the velocity and induced magnetic field.

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Zusammenfassung Für den MHD Fluß durch ein rechteckiges Rohr mit gut leitenden Elektroden wurde die numerische Lösung für die Geschwindigkeit und das induzierte Feld ermittelt. Das Problem ließ sich auf eine singuläre Integralgleichung zurückführen, die numerisch gelöst wurde. Es hat sich herausgestellt, daß wenn die Hartmann-Zahl größer wird, das Geschwindigkeitsprofil eine Tendenz zur Abflachung zeigt und der Fluß durch den Querschnitt zurückgeht. Im Vergleich mit dem Einsatz von nicht leitenden Wänden wurde ebenfalls ein geringerer Fluß festgestellt. Für die Lösung der Integralgleichung, die Geschwindigkeit und das magnetische induzierte Feld sind graphische Darstellungen und Tabellen angegeben.

     

Skin friction and heat transfer on a circular cylinder moving in a fluid at rest

Summary The incompressible laminar stationary flow along a circular cylinder drawn through an orifice with constant velocity is studied. The surrounding fluid is at rest. (Manufacture of fibers.) For skin friction and heat transfer, a solution for high values of Reynolds number is given in the form of an asymptotic expansion. The special second-order effects, entrainment and curvature, are studied. It is shown that the entrainment effect becomes important for skin friction when the distance from the orifice is small, whereas the influence on heat transfer is small. The curvature effect on skin friction and heat transfer is given as a function of Reynolds number and distance from the orifice.

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Zusammenfassung Es wird die inkompressible, laminare und stationäre Strömung entlang eines mit konstanter Geschwindigkeit bewegten Kreiszylinders untersucht, der aus einer Öffnung hervortritt (Spinnprozeß). Das umgebende Fluid in großer Entfernung vom Zylinder befinde sich dabei in Ruhe. Für die Schubspannung und den Wärmeübergang bei großen Reynoldszahlen wird eine Lösung in Form einer asymptotischen Entwicklung angegeben. Insbesondere werden die Effekte 2. Ordnung, Verdrängung und Krümmung, untersucht. Es wird gezeigt, daß der Verdrängungseffekt für kleine Abstände von der Zylinderaustrittsöffnung für die Schubspannung von Bedeutung wird, wohingegen der Wärmeübergang dadurch nur wenig beeinflußt wird. Der Einfluß der Krümmung auf die Wandschubspannung und den Wärmeübergang wird als Funktion der Reynoldszahl und des Abstandes von der Zylinderaustrittsöffnung angegeben.

     

A continuous linear optimization model for the exact solution of travelling-salesman-problems in connexion with expansion planning of ring networks

Summary This work describes a subproblem in connexion with a newly developed optimization model for dynamic expansion planning of ring networks serving for electric power distribution in urban supply areas. This subproblem is the exact solution of a Travelling-salesman-problem by a continuous linear optimization model. A short survey over the complete planning model is given too. The model is created by a problem specific, flexibly applicable matrix generator and solved by a powerful commercial standard programming package. The symmetric Travelling-salesman-problems under consideration are characterized as follows: The set of potential ways is determined by the public streets of a city and the nodes to be connected are distributed uniformly over the supply area. The new optimization model allows the exact solution of problems up to about 60 nodes. The practical application is demonstrated by two examples.

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Zusammenfassung Diese Arbeit beschreibt ein Teilproblem im Zusammenhang mit einem neu entwickelten Optimierungsmodell zur dynamischen Ausbauplanung von Ringnetzen für die Verteilung elektrischer Energie in städtischen Versorgungsgebieten. Dieses Teilproblem betrifft die exakte Lösung des Problems des Handlungsreisenden mittels eines kontinuierlichen linearen Optimierungsmodells. Auch das Gesamtmodell wird kurz beschrieben. Es wird von einem problemspezifischen, flexibel anwendbaren Matrixgenerator erstellt, die Lösung erfolgt mit Hilfe leistungsfähiger kommerzieller Standardsoftware. Die vorliegenden symmetrischen Rundreiseprobleme sind dadurch charakterisiert, daß als Wege die städtischen Straßen zur Verfügung stehen und daß die zu verbindenden Punkte relativ gleichmäßig verteilt sind. Das neu entwickelte Optimierungsmodell gestattet die exakte Lösung von Aufgaben bis zu etwa 60 Knoten. Die Anwendung in der Praxis wird an zwei Beispielen demonstriert.

     

Approximations and bounds for a generalized optimal stopping problem

We study a finite-horizon nonstationary Markovian decision problem, that can be interpreted as generalized optimal stopping and whose solution via the usual dynamic programming is in most practical cases not feasible from a computational point of view. Under certain assumptions, most importantly stochastic monotonicity, upper and lower bounds are obtained for optimal values and decisions using a reduced dynamic programming. From this, a suboptimal policy is derived with an upper bound on its suboptimality. Computational aspects and a particular application from optimal exploratory oil drilling are discussed.

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Zusammenfassung In der Arbeit wird ein nichtstationäres Markowsches Entscheidungsproblem mit endlichem Planungshorizont betrachtet, das als verallgemeinertes Stopp-Problem interpretiert werden kann. Die numerische Lösung des Problems mit Hilfe der üblichen Methode der dynamischen Optimierung ist in der Regel zu rechenaufwendig. Es wird deshalb eine Methode der approximativen Lösung des Problems (mit gewissen Einschränkungen) vorgeschlagen, und es werden obere und untere Schranken für den Optimalwert hergeleitet. Ferner wird eine suboptimale Politik mit einer oberen Schranke für die Suboptimalität angegeben. Abschließend wird ein praktisches Anwendungsbeispiel (optimale Versuchsbohrungen nach Öl) diskutiert, an dem auch rechentechnische Aspekte des entwickelten Lösungsverfahrens erläutert werden.

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Research partially supported by the Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Italy, through contract n.80.02343.01 and through GNAFA.     

A note on non-uniqueness in linear elasticity theory

Zusammenfassung Es wird mit Hilfe von Gegenbeispielen gezeigt, dass die Annahme eines stark elliptischen Tensors der Elastizitätsmoduln für Spannungsaufgaben und gemischte Probleme der linearen Elastizität und sogar für das Verschiebungsproblem im Fall eines inhomogenen Körpers keine Eindeutigkeit garantiert. Für den Spezialfall eines isotropen Materials mit verschwindender Kompressibilität wird ein Ausdruck für die allgemeinste (nicht-eindeutige) Lösung des Spannungsproblems bei verschwindenden Oberflächenspannungen gegeben.     

The flow due to the motion of an object through a non-diffusive stratified fluid confined between horizontal planes

Summary Very slow translation of an object through a stratified fluid confined between horizontal planes causes a very long upstream wake just as in the case when the fluid is unbounded. If the Froude number is exceedingly small and the Reynolds number is not too small, the inviscid core of the wake is bounded by boundary and shear layers which merge into the core far upstream to make the entire upstream motion viscous. We present here a solution which is uniformly-valid upstream of the obstacle. The downstream motion for an object which is a semi-infinite rectangular prism is uniformly viscous dominated, and a solution may also be constructed in that region. We further show that no downstream-growing boundary layers are possible in any such small-Froude-number flow.

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Zusammenfassung Die sehr langsame Translation eines Körpers in einem geschichteten Fluid, der durch zwei horizontale Platten begrenzt wird, verursacht eine sehr lange Delle stromaufwärts, genau wie im Fall einer unbegrenzten Flüssigkeit. Wenn die Froude-Zahl äusserst klein ist, und für nicht zu kleine Reynolds-Zahl, wird der reibungsfreie Kern der Delle durch Grenz- und Scherschichten begrenzt, die weit stromaufwärts mit dem Kern zusammenfliessen, so dass die ganze Strömung zähigkeitsbehaftet wird. Es wird hier eine Lösung gegeben die weit stromaufwärts gleichförmig gültig ist. Die Bewegung stromabwärts ist für einen Körper in der Form eines halb- unendlichen rechteckigen Prismas gleichförmig durch die Zähigkeit beherrscht, und es kann eine Lösung für dieses Gebiet konstruiert werden, wird auch gezeigt, dass für derartig kleine Froude- Zahlen keine Grenzschichten möglich sind, die stromabwärts anwachsen.

     

Ein Verfahren zur Lösung parameterabhängiger,nichtlinearer Maximum-Probleme

Zusammenfassung Der Gegenstand dieser Arbeit ist die Behandlung parameterabhängiger Maximum-Probleme mit der Zielsetzung, die optimale Lösung explizit als Funktion des Parameters darzustellen.Zu diesem Zweck wird ein Verfahren entwickelt, das es gestattet, das vorgegebene Parameter-intervall eindeutig so in endlich viele Teilintervalle aufzuteilen, daß sich jedem Teilbereich ein vom Parameter abhängiges Gleichungssystem zuordnen läßt, dessen Lösung mit der optimalen Lösung übereinstimmt. Für Maximum-Probleme mit quadratischer Zielfunktion und linearen Nebenbedingungen sind diese Gleichungssysteme linear. Ihre Auflösung ergibt die Komponenten der optimalen Lösung in der Gestalt von Quotienten gebildet aus Polynomen des Parameters.Als eine Anwendung dieses Verfahrens erhält man eine Methode zur Lösung quadratischer Maximum-Probleme mit streng konkaver Zielfunktion und linearen Nebenbedingungen.

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Summary In this paper parametric maximum problems are treated with the aim to represent the optimal solution explicitly as a function of the parameter.The method developped to this purpose permits to divide the given parameter interval uniquely into a finite number of subintervals in such a manner that it is possible to attach to each of these a system of equations depending from the parameter the solution of which corresponds with the optimal solution. These systems of equations are linear for maximum problems with quadratic object function and linear restrictions. Their solutions give the components of the optimal solution in the form of quotients of polynoms of the parameter.A further extension of this method enables the solution of quadratic maximum problems with strict concave object function and linear restrictions.

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Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

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Vorgel. v.:H. Görtler