The hydromagnetic viscous boundary layer at the free surface of a rotating baroclinic fluid

Steady, linear hydromagnetic boundary layer at the free surface of a rotating baroclinic fluid is analysed under Boussinesq approximation. The flow is driven by the buoyancy forces which exist due to the density variations associated with baroclinicity. Meridional circulations of mass flux and electric current flux occur due to the boundary layer suction as well as due to the hydromagnetic effects. The boundary layer suction dominates and the dynamics of the flow reduce to that of nonmagnetic case for ²<O(E), whereE is the Ekman number and ² (=B ₀ ² /) is the magnetic interaction parameter, which represents the ratio of hydromagnetic to Coriolis forces. When ²>O(E), meridional circulation induced in the interior due to hydromagnetic effects is stronger than that can be supported by the boundary layer. The electric current flux through the interior is stronger for any value of than that can be supported by the boundary layer. Further it is argued that hydromagnetic effects suppress the laminated flow (v/z0) in the interior. As a result, the meridional circulations are strong when =O(1).

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Zusammenfassung Die stationäre lineare hydromagnetische Grenzschicht an der freien Oberfläche eines rotierenden, baroklinischen Fluids wird mit Hilfe der Boussinesq-Näherung untersucht. Die Strömung wird durch die Auftriebskräfte angetrieben, die durch die baroklinischen Dichte-Variationen verursacht werden. Die meridionale Zirkulation des Massenstromes und des elektrischen Stromes wird durch die Grenzschicht-Saugwirkung und durch hydromagnetische Effekte erzeugt. Die Grenzschicht-Saugwirkung dominiert und die Strömung reduziert sich auf den nicht-magnetischen Fall für ²<O(E); dabei istE die Ekman-Zahl und ² (=B ₀ ² /) ist der magnetische Kopplungs-Parameter, der das Verhältnis der hydromagnetischen zu den Coriolis-Kräften gibt. Wenn ²>O(E) ist, wird die meridionale Zirkulation, die durch hydromagnetische Effekte erzeugt worden ist, stärker als die, welche durch Grenzschichten erzeugt werden kann. Der elektrische Strom im Innern ist für alle Werte von größer als der Wert den die Grenzschicht verursacht. Weiterhin wird gezeigt, daß hydromagnetische Effekte die Laminal-Strömung (v/z0) im Innern unterdrückt. Es ergibt sich, daß die meridionalen Zirkulationen stark sind für =O(1).

     

Magnetohydrodynamic Couette flow as affected by wall electrical conductances

Zusammenfassung Die Effekte der Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit der Wände auf eine magnetohydrodynamische Couetteströmung werden untersucht. Die Untersuchung wird durchgeführt unter der allgemeinen Voraussetzung verschiedener Dicken und Leitfähigkeiten der beiden Wände. Man findet, dass der Einfluss irgendwelcher Wandungsbedingungen durch die sog. elektrischen Leitfähigkeitsverhältnisse _u und _l wiedergegeben werden kann. Für _u = _l werden die Resultate vonLehnert (1952) wiedergefunden, während für _{u l} stark abweichende Geschwindigkeitsprofile erhalten werden.     

Problems of network flow

Zussammenfassung Eine umfangreiche Klasse von Strömungsproblemen in Leitungsnetzen wird formuliert, und zwar unter Verwendung extensiver Veränderlicher (Zu-oder Abflüsse in den Knotenpunkten) und intensiver Veränderlicher (Preise in den Knotenpunkten und Preisdifferentiale für die Leitungszweige). Die Stromstärke in einem bestimmten Leitungszweig wird als nichtabnehmende Funktion des zugehörige Preisdifferentials vorausgesetzt. Eindeutigkeits-und Extremaleigenschaften der Lösung werden festgestellt. Die angegebenen Beispiele betonen die praktische Bedeutung gemischter Randbedingungen, die in gewissen Knotenpunkten Zu-oder Abflüsse und in den restlichen Preise vorgeben.     

On the behavior of a slightly rarefied gas mixture over plane boundaries

Summary The behavior of a slightly rarefied gas mixture bounded by plane boundaries is investigated on the basis of the linearized Boltzmann equation ofB-G-K type for gas mixtures under the diffusive boundary condition. A useful result of the present analysis is that the macroscopic equations and the appropriate boundary conditions in terms of slip and jump are obtained together with the Knudsen-layer corrections near the boundaries. This system of equations makes possible the treatment at fluid dynamic level for various problems of gas mixtures with plane geometry which require kinetic theory consideration. As an application of this system, some basic flow problems of a slightly rarefied gas mixture, namely, Couette flow, thermal slip flow and diffusion slip flow between two plates are taken up. The total velocity distributions of these concrete problems are explicitly obtained for the first time, and their dependence on the properties and concentration of the component gases in the mixture are clarified in some detail.

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Zusammenfassung Das Verhalten einer verdünnten Gasmischung, bei kleiner aber nicht vernachlässigbarer Knudsen Zahl, zwischen zwei parallelen Platten wird analytisch untersucht. Die linearisierten Boltzmann Gleichungen desB-G-K Typs für Gasmischungen mit diffusiven Randbedingungen werden angewendet. Aus der vorliegenden Untersuchung resultieren brauchbare makroskopische Gleichungen mit den zugehörigen Randbedingungen, — mit Gleitgeschwindigkeit und Temperatursprung formuliert, — sowie die Korrekturen für die wandnahe Knudsen-Schicht. Verschiedene Strömungen von Gasmischungen, bei denen gas-kinetische Effekte eine Rolle spielen, entlang ebener Begrenzungen können mit den Gleichungssystemen auf strömungsmechanischem Niveau behandelt werden. Das System wird auf die Couette Strömung und die thermal-slip und diffusion-slip Strömungen angewendet. Zum ersten Mal werden die Geschwindigkeitsprofile dieser elementaren Strömungen explizit berechnet. Der Einfluß der Gaseigenschaften und Konzentrationen auf diese Profile werden weitgehend erklärt.

     

Magneto-Hydrodynamic flow past a semi-infinite plate

Zusammenfassung Der Zustand der Strömung hängt von =R _m /R dem Verhältnis der magnetischen zu der Zähigkeits-Reynolds-Nummer, und von =µH ₀ ² /4U ₀ ² , dem Verhältnis der Dichte des magnetischen Feldes zur kinetischen Energie der Hauptströmung ab.Man schliesst, dass im Falle (unendliches Leitungsvermögen) und 1 der Strom einen zähigkeitslosen Zustand annimmt.=1 ist eine mathematische und nicht eine physikalische Singularität.     

Nonideal magnetogasdynamic flows in boundary layer approximation

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden schwach konvergierende und schwach divergierende MGD-Strömungen in der Grenzschichtnäherung untersucht. Das Verhalten dieser magnetischen Grenzschicht, charakterisiert durch alleinige Berücksichtigung der magnetischen Viskosität und Vernachlässigung der dynamischen Viskosität, wird durch die starke Kopplung zwischen Magnetfeld und Strömungsfeld bestimmt. Es werden im allgemeinen durch diese Kopplung die MGD-Grenzschichtgleichungen komplizierter, so dass deren analytische Lösung nur mit Hilfe von Ähnlichkeitstransformationen möglich ist. Nur im GrenzfallR _M (magnetische Reynoldszahl sehr gross) erhält man eine analytische Lösung. Mit Hilfe bestimmter Symmetriebedingungen werden die Lösungen auf symmetrische Strömungen eingeschränkt (freier Strahl oder Kanalströmungen). Schliesslich wird noch gezeigt, dass die endliche elektrische Leitfähigkeit die Ursache der freien Turbulenz gewisser Jet-Konfigurationen ist.

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This research has been sponsored in part by the United States Government under Contract No. F61052-67-C-0014.     

On the dynamics of turbulent vortical flow

Zusammenfassung Die Wirbelströmung in einer turbulenten kompressiblen Flüssigkeit wird behandelt. Die Bewegungsgleichungen werden durch die Vernachlässigung der kleineren Glieder vereinfacht. Die experimentellen Ergebnisse erlauben eine Fehlerrechnung für einen Fall. Ein wichtiger Schritt in der Vereinfachung ist die Voraussetzung, dass die Radialgradienten viel grösser sind als die Axialgradienten. Für die kräftigen Wirbel erwies sich diese Annahme sowohl durch die Erfahrung als auch aus den wesentlichen theoretischen Betrachtungen heraus als begründet. Die vereinfachten Gleichungen zeigen einige wichtige Aspekte der schnelldrehenden Strömungen und geben einen Anhaltspunkt für die ausführlicheren Studien.

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Notation r radial co-ordinate - z axial co-ordinate - u, U, u radial velocity component, its time-mean value, and the turbulent perturbation to it - v, V, v tangential or swirl velocity component, etc. - w, W, w axial velocity component, etc. - p, P, p fluid pressure, etc. - ,R, fluid density, etc. - , , , numbers small with respect to unity - C, F, G, G ₀ constants of integration     

Note on the Rayleigh problem for a visco-elastic fluid

Zusammenfassung Der Mangel an nichtstationären Lösungen für viskoelastische Strömungen hat den Autor veranlasst, das (aufRayleigh zurückgehende) Problem der plötzlich beschleunigten Platte für eine spezielle, vonOldroyd beschriebene viskoelastische Flüssigkeit zu untersuchen.Es wird eine lineare partielle Differentialgleichung erhalten, die, teilweise durch numerische Integretion, für den Bereich 0...1 der Variablen ₂/₁ gelöst wird (₂: Retardationszeit, ₁: Relaxationszeit). Einige Beispiele werden graphisch ausgewertet, und es wird das asymptotische Verhalten angegeben. Zwischen den Fällen ₂/₁=1 (Diffusionsgleichung) und ₂/₁=0 (gedämpfte Wellen) besteht ein kontinuierlicher Übergang. An einer gegebenen Stelle nimmt die Geschwindigkeit anfänglich langsamer und später rascher zu als im viskosen Fall. Dies lässt sich durch Speicherung und Abgabe von elastischer Energie erklären.     

Computation of turbulent asymmetric trailing-edge flows

Turbulent compressible flow past an asymmetric trailing edge has been computed using the generalised-coordinate time-split group finite-element method and a lagged algebraic eddy viscosity turbulence model. The test case considered is that of a flow at a nominal Mach number of 0.4 and a Reynolds number of 26.2×10⁶. Mean velocity profiles and the displacement thickness distribution are in good agreement with the experimental results. The pressure and surface shear stress indicate reasonable agreement with the experimental results, except near the shoulder on the upper surface.

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Zusammenfassung Die Methode der finiten Elemente in verallgemeinerten Koordinaten mit time-split wird benützt, um die kompressible Strömung an einer unsymmetrischen Hinterkante zu berechnen. Das Turbulenz-Modell benützt eine zeitverzögerte algebraische turbulente Zähigkeit. Der Testfall ist eine Strömung mit der nominellen Machzahl 0.4 und der Reynoldszahl 26.2×10⁶. Mittlere Geschwindigkeitsprofile und die Verteilung der Verdrängungsdicke stimmen mit den experimentellen Resultaten gut überein. Der Druck und die Wandschubspannung zeigen eine vernünftige Übereinstimmung mit den experimentellen Werten, mit Ausnahme der Umgebung der Schulter auf der Oberseite.

     

Beitrag zur Reduktion des Entscheidungsproblems auf Klassen von Hornformeln mit kurzen Alternationen

Ohne Zusammenfassung Zusatz bei der Korrektur: Ein vollständiger und korrekter Beweis für die Entscheidbarkeit der eingangs angeführten Aanderaaschen Klasse ((0, ), (, , ...)) erscheint demnächst im JSL (S.O. Aanderaa/H.R.Lewis: Prefix classes of Krom formulas). Ebendort wird auch die Reduktionstypeneigenschaft für ((0, ), (0, 0, )) und ((0, )), (0, 0, )) nachgewiesen, während ((0, ), (, )) sich als entscheidbar herausgestellt hat (s. E. Börger: Eine entscheidbare Klasse von Kromformeln. ZMLG 19 (1973), 117–120.) Der Kromsche Reduktionstyp konnte mittlerweile einerseits zu ((0, ), (0, 4)) verschärft werden (s. D. Rödding, E. Börger: The undecidability of (0, 4)-formulae with binary disjunctions, vorgetragen auf dem Logic Coll. Bristol 1973, ein abstract erscheint im JSL), andererseits kündigt H.R.Lewis die Reduktionstypeneigenschaft für ((0, ), (0, 1)) an (s. H.R.Lewis: Krom formulas with one dyadic predicate letter. Notices AMS 20, 5 (1973) A-500, abstr. no. 73T-E78.)Dieser Aufsatz geht aus der Dissertation [2] hervor, die dem Fachbereich Mathematik der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Münster im Sommersemester 1971 vorgelegt worden ist. Die Ergebnisse stammen aus dem Wintersemester 1970/71. Eine Ankündigung der hauptsächlichen Resultate ist in den Notices of the American Mathematical Society 19, 2 (1972) A-333 unter der abstract no. * 72T-E24 erschienen.     

Reguläre Graphen beliebigen Grades mit vorgegebenen Eigenschaften

Zusammenfassung der Sätze 2, 3, 11 und 16 das Hauptresultat dieser Arbeit formulieren:Satz 17. Wenn eine endliche Gruppe und zwei natürliche Zahlen n und so vorgegeben sind, daß 3n< und 2n ist, dann gibt es stets eine unendliche Menge endlicher und eine nicht abzählbare Menge unendlicher regulärer Graphen X vom Grade n(X)=n mit der Farbenzahl (X)= und einer AutomorphismengruppeG(X). Da die Graphen, von denen wir bei der Konstruktion ausgegangen sind, für frei von Fixpunkten und Fixkanten waren, ist im Lichte der verwendeten Substitutionstechnik leicht einzusehen, daß auch die neu erhaltenen Graphen diese Eigenschaften haben müssen. Denn zu jeder Kante eines neuen Graphen, die aus einer Kante des alten Graphen hervorgegangen ist, gibt es wegen der Fixkantenfreiheit des alten ein Element der Gruppe, das diese Kante verändert. Jene Knotenpunkte und Kanten aber, die aus den Knotenpunkten des alten Graphen hervorgehen, können nicht invariant sein, weil der alte Graph keine Fixpunkte hatte. Zum Schluß sei noch vermerkt, daß die konstruierten Graphen zusammenhängend sind und weder Einecke noch Zweiecke enthalten.     

On a singular perturbation problem in magnetohydrodynamics

Zusammenfassung Die Strömung einer zähen, inkompressiblen und elektrisch leitenden Flüssigkeit über einen rotationssymmetrischen Körper wird studiert mit Hilfe einer singulären Methode der Störungsrechnung. Eine asymptotische, im ganzen Strömungsfeld gültige Lösung wird gegeben für grosse Hartmann-ZahlenM.Die Resultate ergeben folgendes Strömungsbild: Zwei Totwasser-Bereiche von der LängeO (M) und der BreiteO (1) werden vor und nach dem Körper geformt. Sie sind begrenzt durch eine zylindrische Schubschicht, die vom grössten Durchmesser des Körpers aus parabolisch stromaufwärts und stromabwärts anwächst. In einer Entfernung der GrössenordnungO (M) geht diese Schubschicht in eine Wirbelstrasse über, die sich parabolisch ins Unendliche erstreckt. Die Einzelheiten des Strömungsbildes werden analytisch aufgezeigt. Die Wirbelstrasse wird mit derjenigen der klassischen Navier-Stokes-Theorie verglichen.     

An approximate load-deflection relation for a long half-cylindrical tube compressed between parallel plates

Based on a new exact solution for finite elastic deformations of an incompressible Mooney material an approximate load-deflection relation is formulated for the problem of a long rubber halfcylindrical tube which is compressed uniformly along its length between parallel rigid metal plates. This solution includes a transition from a one-point contact to a two-point contact problem and the load-deflection relation obtained is approximate in the sense that boundary conditions of stress are satisfied in an average or mean sense only.

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Zusammenfassung Auf der Basis einer exakten Lösung für endliche elastische Deformationen eines inkompressiblen Mooney-Materials wird eine angenäherte Beziehung zwischen Last und Deformation formuliert für den Fall einer langen halbzylindrischen Gummiröhre, die gleichförmig über ihre gesamte Länge zwischen parallelen steifen Platten komprimiert wird. Diese Lösung schliesst den Übergang von Einpunkt- zu Zweipunktkontakt ein. Die Beziehung zwischen Last und Deformation ist angenähert in dem Sinne, dass die Randbedingungen der Spannungsverteilung nur im Mittel befriedigt sind.

     

The ‘similar’ solution of the hydromagnetic free-jet boundary layer equations

In the present note the similar solution of the boundary layer equations for flow of a plane free-jet of a viscous, incompressible, electrically conducting fluid in the presence of a transverse uniform magnetic field is studied. The corresponding hydromagnetic stream function is obtained in a compact form, which is remarkably simple and enables us to locate the distance from the slit, exactly, where the width of the jet becomes infinite.

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Zusammenfassung Es wird eine ähnliche Lösung der Grenzschichtgleichungen angegeben für die ebene Strömung eines Strahles in einer zähen, inkompressiblen, elektrisch leitenden Flüssigkeit in der Gegenwart eines quergerichteten gleichförmigen Magnetfeldes. Die ensprechende hydromagnetische Stromfunktion wird in einer geschlossenen Form angegeben, die besonders einfach ist und eine exakte Bestimmung der Distanz vom Ursprung ermöglicht, bei der die Strahlweite unendlich wird.

     

Applying a fuzzy relation to describe influence of flux behaviour in a printed coil

Summary Being a subject of expectedly fuzzy character, an attempt is made to apply fuzzy functions, more precisely fuzzy relations to investigate the problem of flux distortion in a printed coil.

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Zusammenfassung Da die Vorgänge in einer gedruckten Spule sich aus einer Vielzahl schwerer erfaßbarer Einzeleinflüsse zusammensetzen, die insbesondere den Magnetfluß verzerren, lag es nahe, den Versuch zu machen, die Fuzzy Functions (die logische Algebra, gemäß [1]) darauf anzuwenden. Die Fuzzy Functions sind gedacht für das Beschreiben von Vorgängen, oder Ereignissen, die im Ansatz ein breit gefächertes (fuzzy) Verhalten, ohne scharfe Grenzen aufweisen; siehe Fig. 4.Dieser gefächerten logischen Funktion entspricht eine reguläre mathematische Kurvenschar, die meßtechnisch nachgewiesen werden muß.Im vorliegenden Falle ergab sich eine Korrekturfunktion (5), die es gestattet, die Induktivität gedruckter Spulen, in einem weiten Bereich von Abmessungen und Windungen, mit einer Genauigkeit von –2% bis +5% zu bestimmen.

     

Unsteady Falkner-Skan flow

Zusammenfassung Mittels des Differenzenverfahrens wurden instationäre, laminare Grenzschichten längs eines Keiles (von verschiedenen Keilwinkeln ) gerechnet, der plötzlich aus der Ruhe herausbewegt wird. Es ist bemerkenswert, daß im Fall >0.6 die Grenzschicht an der betreffenden Stelle der Keilwand bereits vor der Ankunft der an der Vorderkante entstehenden Störungen fast stationär wird, und daß, wenn die -Zahl sich dem Wert –0.1988 nähert, es doch eine beträchtliche Zeit braucht vom Vorüberziehen dieser Störungen bis zum Erreichen des stationären Zustandes der Grenzschicht.     

A new method of numerical calculation for stagnation point flows

Zusammenfassung Bei der Berechnung von zweidimensionalen inkompressiblen Potentialströmungen um abgerundete und symmetrische Körper erhält man einen Annäherungswert für den Bereich nahe dem Staupunkt, indem man annimmt, dass die Strömungsart dieselbe ist wie die um einen Kreiszylinder.Mit der Eingliederung dieses Verfahrens in Thom's Squaring Verfahren kann man dann die Berechnung leicht mit Hilfe eines elektronischen Computers durchführen. Dieses Verfahren könnte nützlich sein für eine Annäherungsauswertung ohne unangemessene Verfeinerung des Netzes im Strombereich.     

Zur Berechnung der Verteilung graphentheoretischer Zufallsvariablen

Zusammenfassung Für die in der praktischen Anwendung gebräuchlichsten graphentheoretischen Variablen (minimale Wege, Bäume, Kostenflüsse; maximale Wege, maximale Flüsse) werden in speziellen Fällen diskreter Wahrscheinlichkeitsverteilungen auf der Pfeilmenge (z. B. Ausfallwahrscheinlichkeiten) die zugehörigen (bedingten) Wahrscheinlichkeitsverteilungen berechnet. Dazu werden Nachbarschaftsalgorithmen entwickelt und ein allgemeines Reduktionsverfahren der Zustandsmenge auf wesentliche Zustände hergeleitet.

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Summary In this paper the (conditional) probability distributions of the most important graph-theoretical variables (minimal path, tree, cost flow; maximal path, maximal flow) are determined in special cases of discrete distributions of the arcs from a graph G. For this purpose some neighbourhood-algorithms are developed and a general method to reduce the set of states to essential states is given.

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Vorgel. v.:J. Nitsche.     

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.     

On second sound in materials with memory

Zusammenfassung Vor kurzem haben Gurtin und Pipkin eine allgemeine nichtlineare Theorie der Wärmeleitung entwickelt, die vollständig mit den Gesetzen der Thermodynamik vereinbar ist und in welcher Wärmestörungen sich mit endlicher Geschwindigkeit ausbreiten. Wir erweitern hier diese Theorie auf verformbare Körper.Zuerst beschreiben wir die Einschränkungen, die die Gesetze der Thermodynamik den stoffgleichungen auferlegen. Dann wenden wir uns dem Studium der Wellenfortpflanzung in diesen Stoffen zu und zeigen, dass zwei Fortpflanzungsgeschwindigkeiten für Beschleunigungswellen existieren: Die erste Schallgeschwindigkeit hat mechanischen Charakter und liegt in der Nähe der isothermen und isentropen Schallgeschwindigkeit. Die zweite Schallgeschwindigkeit ist mit einer hauptsächlich thermalen Welle verbunden.