Various reciprocal theorems and variational principles in the theories of nonlocal micropolar linear elastic mediums

In the first part of our paper, we have extended the concepts of the classical convolution and the convolution scalar product given by I. Hlaváck and presented the concepts of the convolution vector and the convolution vector scalar product, which enable us to extend the initial value as well as the initial-boundary value problems for the equation with the operator coefficients to those for the system of equations with the operator coefficients.In the second part of this paper, based on the concepts of the convolution vector and the convolution vector scalar product, two fundamental types of reciprocal theorems of the non-local micropolar linear elastodynamics for inhomogeneous and anisotropic solids are derived.In the third part of this paper, based on the concepts and results in the first and second parts as well as the Lagrange multiplies method which is presented by W. Z. Chien, four main types of variational principles are given for the nonlocal micropolar linear elastodynamics for inhomogeneous and anisotropic solids. These are the counterparts of the variational principles of Hu-Washizu type, Hellinger-Reissner type and Gurtin type in classical elasticity as well as Hlaváck type and Iesan type in local micropolar and nonlocal elasticity. Finally, we have proved the equivalence of the last two main variational principles which are given in this paper.     

Numerical study of liquid film cooling along an inclined plate

A numerical method of analyzing liquid film cooling along an inclined plate is presented. A marching procedure is employed for solution of the equations of mass, momentum, energy and concentration in the flow. Results for heat and mass transfer characteristics are presented for air-water system. The effects of the inclined angle , free-stream temperatureT , free-stream velocityu , and inlet film thickness on the heat and mass transfer along the gasliquid interface are examined in detail. Results show that an increase in free-stream temperature and velocity causes an increase in interfacial temperature while an increase in inclined angle and inlet film thickness causes a reduction in interfacial temperature. Additionally, the predicted results with the transport in the liquid film treated are contrasted with those with the transport in the liquid film untreated, showing that the assumption of an extremely thin film is inappropriate for a larger .

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Numerische Untersuchung der Flüssigfilm-Kühlung entalang einer geeigneten Platte

Zusammenfassung Es wird eine numerische Methode zur Untersuchung der Flüssigfilm-Kühlung entlang einer geneigten Platte vorgestellt. Die Lösung der Bilanzgleichung für Masse, Impuls, Energie und Konzentration in der Strömung erfolgt mit Hilfe eines expliziten Verfahrens. Ergebnisse für das Wärme- und Stoffaustauschverhalten werden bezüglich des Systems Luft — Wasser mitgeteilt. Im einzelnen befaßt sich die Untersuchung mit der Ermittlung des Einflusses von Neigungswinkel , FreistrometemperaturT , Freistromgeschwindigkeitu und Eintrittsfilmdicke auf den Wärme- und Stoffübergang entlang der Gas-Flüssigkeitsgrenzfläche. Die Ergebnisse zeigen eine Abnahme der Grenzflächentemperatur bei ansteigender Freistromtemperatur und -geschwindigkeit und eine Erhöhung, wenn Neigungswinkel und Eintrittsfilmdicke zunehmen. Zusätzlich folgt aus den Berechnungen, daß bei größeren Filmdicken die Annahme eines extrem dünnen Films unter Vernachlässigun g der vollständigen Transportmechanismen im Flüssigkeitsfilm zu falschen Ergebnissen führt.

     

Spectral and correlation characteristics of the turbulent boundary layer on an extended flexible cylinder

In marine geophysical seismological prospecting extensive use is made of towed receiving systems consisting of extended flexible cylinders containing acoustic sensors over which the water flows in the longitudinal direction. The boundary layer pressure fluctuations on the cylinder surface are picked up by the sensors as hydrodynamic noise. This paper is concerned with the study of the energy and spacetime characteristics of the pressure fluctuations in the turbulent boundary layer on an extended flexible cylinder in a longitudinal flow. The pressure fluctuations on the cylinder surface have been investigated experimentally for Re_X=(2–4)·10⁷, a dimensionless diameter of the pressure fluctuation sensors d _p ⁺ =d_pu^*/=500, where d_p is the sensor diameter, u^* the dynamic viscosity, and the viscosity coefficient, and frequencies 0.02311.259 (=^*/U). The spectral and correlation characteristics of the pressure fluctuations on the surface of the flexible cylinder are found to differ from the corresponding characteristics for a rigid cylinder [1–4].Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i aza, No, 5, pp. 49–54, September–October, 1989.     

Effect of suspended particles on the stability of plane poiseuille flow

The behavior of the neutral stability curves is investigated for various values of the particle relaxation time and mass concentration 0 100 and 0 f 0.1. It is shown that as increases from zero the flow is at first destabilized and then at >6 becomes stable, while at >40 the stabilizing effect of the dispersed phase grows weaker. It is found that there is a certain interval 10< <40 on which the flow is most stable.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 1, pp. 46–53, January–February, 1986.     

On surface waves in generalized thermoelasticity

Knowles' representation theorem for harmonically time-dependent free surface waves on a homogeneous, isotropic elastic half-space is extended to include harmonically time-dependent free processes for thermoelastic surface waves in generalized thermoelasticity of Lord and Shulman and of Green and Lindsay.r , , r , , .This work was done when author was unemployed.     

Laminar natural convection over a slender vertical frustum of a cone

The problem of laminar, natural convection flow over a slender frustum of a cone is treated in this paper. The governing differential equations are solved by a combination of quasi-linearization and finite-difference methods. Numerical solutions are obtained for Pr=0.7 and for a range of values of the transverse curvature parameter. It is shown that the effect of transverse curvature is of great significance in such flows.

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Laminare natürliche Konvektion an einem dünnen, senkrechten Kegelstumpf

Zusammenfassung In diesem Bericht ist das Problem der laminaren natürlichen Konvektionsströmung an einem dünnen Kegelstumpf behandelt. Die maßgebliche Differentialgleichung ist durch eine Verbindung von Quasilinearisation und Differenzenverfahren gelöst. Eine numerische Lösung für Pr=0.7 wird für verschiedene Werte eines Krümmungsparameters angegeben. Es ist gezeigt, daß in solchen Strömungen dieser Krümmungsparameter eine große Bedeutung besitzt.

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Nomenclature f dependent variable, defined in Eq. (7) - g dependent variable, defined in Eq. (7) - g_e gravitational acceleration - h heat transfer coefficient, or -grid - k heat conductivity, or -grid - L characteristic length - Nu Nusselt number - Pr Prandtl number - r radial distance from the axis of the cone - R transverse curvature effect ratio, defined in Eq. (23) - Re Reynold number - T temperature - u, v velocity components in the x- and y-directions, respectively - x, y rectangular coordinates Greek letters dimensionless temperature, definedinEq. (4) - bulk modulus - cone angle - dynamic viscosity - stream function - , independent variable, defined in (7) - transverse curvature parameter     

Evaluation of the dynamic-mechanical properties of solids from a cooperative model for stress relaxation

For many solid materials the stress relaxation process obeys the universal relationF = – (d/d lnt)_max = (0.1 ± 0.01) ( ₀ — _i ), regardless of the structure of the material. Here denotes the stress,t the time, ₀ the initial stress of the experiment and _i the internal stress. A cooperative model accounting for the similarity in relaxation behaviour between different materials was developed earlier. Since this model has a spectral character, the concepts of linear viscoelasticity are used here to evaluate the corresponding prediction of the dynamic mechanical properties, i.e. the frequency dependence of the storageE () and lossE () moduli. Useful numerical approximations ofE () andE () are also evaluated. It is noted that the universal relation in stress relaxation had a counterpart in the frequency dependence ofE (). The theoretical prediction of the loss factor for high-density polyethylene is compared with experimental results. The agreement is good.     

Singular solutions of some quasilinear elliptic equations

We study isolated singularities of the quasilinear equation in an open set of ^N , where 1 < p N, p -1 q < N(p — 1)/ (N -p). We prove that, for any positive solution, if a singularity at the origin is not removable then either or u(x)/(x) any positive constant as x 0 where is the fundamental solution of the p-harmonic equation: . Global positive solutions are also classified.     

A possible mechanism for stabilizing elongational flow in certain polymeric liquids at constant temperature and composition

Summary A new calculation of the stability of elongational flow of a liquid filament is based on an idealized treatment of the effects of non-uniformity of filament diameter. Two uniform cylindrical filaments of different initial cross-sectional areas are connected by a fictitious deformable clamp which transmits tensile force without interfering with the assumed homogeneous elongational flow of each filament. A uniform tensile force is suddenly applied and kept constant. For a Newtonian liquid, the area ratio rapidly tends to infinity. For a rubberlike liquid, the area ratio at first increases but then becomes constant; this suggests that finite deformation of a Gaussian molecular network may provide a possible mechanism for spinnability at constant temperature and composition.

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Zusammenfassung Eine neuartige Berechnung der Stabilität des Dehnungs-Fließverhaltens wird auf einer idealisierten Behandlung des Einflusses der Ungleichförmigkeit des Fadendurchmessers aufgebaut. Das Modell besteht aus zwei gleichförmigen zylindrischen Fäden von verschiedenem Ausgangsquerschnitt mit einer fiktiven Verbindung, die Zugkräfte überträgt ohne die angenommenen homogenen Dehnungs-Fließzustände der beiden Fäden zu beeinträchtigen. Eine konstante Zugkraft wird gleichförmig und sprungartig aufgebracht. Für eine Newtonsche-Flüssigkeit geht das Verhältnis der Fadenquerschnitte sehr schnell gegen unendlich. Für eine gummiartige Flüssigkeit nimmt das Verhältnis zuerst zu, bleibt dann aber konstant. Das erlaubt den Schluß, daß endliche Deformation eines Gauss schen molekularen Netzwerks einen möglichen Mechanismus für die Spinnbarkeit bei konstanter Temperatur und Zusammensetzung zu liefern vermag.

     

Oberflächenspannung von leichtem und schwerem Wasser

Zusammenfassung Für die Oberflächenspannung von leichtem Wasser wurde von der Arbeitsgruppe III der International Association for the Properties of Steam eine Rahmentafel und eine einfache Interpolationsgleichung erarbeitet und als internationaler Standard empfohlen. Die Rahmentafel basiert auf allen bekannten Messungen der Oberflächenspannung, die einzelnen Meßreihen wurden entsprechend der Meßgenauigkeit gewichtet. Die Form der Interpolationsgleichung läßt sich physikalisch begründen. Sie stellt einen erweiterten Ansatz nach van der Waals dar, wobei der Exponent der Gleichung mit den Scaling-Laws in Übereinstimmung ist. Weiter wird für den praktischen Gebrauch eine einfache Beziehung für den Laplace-Koeffizienten und die Dichtedifferenz zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase von leichtem Wasser angegeben.Für schweres Wasser kann die gleiche Form der Interpolationsgleichung verwendet werden, deren Koeffizienten angegeben sind. Allerdings beruht diese Gleichung nur auf einer Meßreihe.

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Surface tension of normal and heavy water

A Skeleton Table and simple interpolation equation for the surface tension of light water was developed by the Working Group III of the International Association for the Properties of Steam and is recommended as an International Standard.The Skeleton Table is based on all known measurements of the surface tension and individual data were weighted corresponding to the accuracy of the measurements. The form of the interpolation equation is based on a physical concept. It represents an extension of van der Waals-equation, where the exponent conforms to the Scaling Laws. In addition for application purposes simple relations for the Laplace-coefficient and for the density difference between the liquid and gaseous phases of light water are given. The same form of interpolation equation for the surface tension can be used for heavy water, for which the coefficients are given. However, this equation is based only on a single set of data.

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Formelzeichen A Oberfläche - B_o Koeffizient - F freie Energie - S Entropie - T Temperatur - T_K kritische Temperatur - U innere Energie - V Volumen - W Arbeit - a Laplace-Koeffizient - a, a_O Koeffizient - b, b₁ Koeffizient - c Koeffizient - g Erdbeschleunigung - Exponent der isochoren Wärmekapazität - Exponent der Koexistenzkurve - Exponent des Laplace-Koeffizienten - Exponent der Korrelationslänge - Exponent der Oberflächenspannung - Exponent der Oberflächenspannung - reduzierte Temperaturdifferenz - Korrelationslänge - Dichte der flüssigen Phase - Dichte der gasförmigen Phase - _o KoeffizientM     

Die Eigenschaften von Wasser und Wasserdampf nach „The 1968 IFC Formulation“

Zusammenfassung Diese Arbeit enthält Druck-Temperatur-Diagramme für 6 spezifische Zustandsgrößen und 16 erste Ableitungen und zusammengesetzte Größen von Wasser und Wasserdampf, die nach einem Gleichungssystem berechnet wurden, das unter dem Namen The 1968 IFC Formulation for Scientific and General Use von der 6. Internationalen Konferenz für die Eigenschaften des Wasserdampfes angenommen wurde. Einige Konsequenzen der thermodynamischen Konsistenz, das Verhalten im kritischen Gebiet und bei sehr kleinen Drücken werden diskutiert. Ferner werden die kinematische Viskosität und die Temperaturleitfähigkeit, sowie eine Beziehung zwischen dynamischer Viskosität und isenthalpem Drosselkoeffizienten angegeben.

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This paper contains pressure-temperature diagrams for 6 properties and 16 first derivatives and combined terms for water and steam. These were calculated from a system of equations accepted by the 6^th International Conference on the Properties of Steam, and called The 1968 IFC Formulation For Scientific and General Use. Some consequences of thermodynamic consistency, and the behaviour in the critical region and at very small pressures are discussed. Further, the kinematic viscosity and the thermal diffusivity and a relation between the dynamic viscosity and the throttling coefficient at constant enthalpy are given.

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Bezeichnungen (s. auch Tabelle 1) k Temperaturleitfähigkeit:k=/c _p - p Druck - r spezifische Verdampfungsenthalpie:r=h –h - T thermodynamische oder Kelvin-Temperatur - t Celsius-Temperatur - dynamische Viskosität - Wärmeleitfähigkeit - v kinematische Viskosität:=/ - Dichte:=1/v Indices und Sättigungswerte des Dampfes und der Flüssigkeit Differenz der Sättigungswerte, z. B. h=h –h     

Zur Variationsformulierung nichtlinearer Randwertprobleme

Übersicht Es werden verschiedene Bedingungen aufgestellt, die es erlauben, die durch die beiden (Systeme von) nichtlinearen DifferentialgleichungenA (u, ) = q, B (u, ) = und Randbedingungen zusammen mit den nichtlinearen algebraischen Relationenq = C(u, ), = D(u, ) beschriebene Aufgabe durch äquivalente Variationsprobleme zu ersetzen. Dabei zeigt sich ein enger Zusammenhang mit den in der Festkörpermechanik wohlbekannten Prinzipien der virtuellen Verschiebungen und der virtuellen Kräfte. Die auf systematischem Weg konstruierten Variationsfunktionale enthalten viele in der Physik bekannte Funktionale als Sonderfälle, insbesondere jene, die in der Elastomechanik nach Green, Castigliano, Hellinger, Reißner, Hu und Washizu benannt werden.

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Summary In this paper there are established various conditions which allow a variational formulation of the problem described by the two (systems of) nonlinear differential equationsA(u, ) = q, B(u, ) = and boundary conditions together with the nonlinear algebraic relationsq = C(u, ), = D(u, ). Besides a close relationship is revealed to the principles of virtual displacements and virtual forces which are wellknown in solid mechanics. The systematically constructed variational functional contain many functionals in physics as special cases, mainly those of Green, Castigliano, Hellinger, Reißner, Hu and Washizu in elastomechanics.

     

Zur Berechnung der Filmverdunstung von Kohlenwasserstoffen in einem Heißluftstrom

The results of an analytical approximation method to predict the film vaporization are compared with the predictions of a finite difference method of Hermitian type. The analytically estimated rate of vaporization of different hydrocarbons, which is the most important value for practical applications, deviates only a few percents from the numerically estimated value.

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Zur Berechnung der Filmverdunstung von Kohlenwasserstoffen in einem Heißluftstrom

Zusammenfassung Es wird ein Näherungsverfahren zur Berechnung der Filmverdunstung dargestellt, bei dem eine vollständige Lösung der miteinander gekoppelten Grenzschichtgleichungen entfallt. Die nach dieser analytischen Methode ermittelte Verdunstung verschiedener Kohlenwasserstoffe wird mit Werten verglichen, die nach einem Differenzenverfahren vom Hermiteschen Typ berechnet wurden. Es zeigt sich, daß die analytisch berechnete Verdunstungsrate, die für praktische Anwendungen wichtigste Größe, nur wenige Prozent von dem numerisch ermittelten Wert abweicht.

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Formelzeichen c _ew Konzentrationsdifferenz c_1e -c _1w - c _i Massenkonzentration der Komponentei - c_p, c_pi spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck des Gemisches — der Komponentei - D ₁₂ binärer Diffusionskoeffizient - f dimensionslose Stromfunktion - f dimensionslose Geschwindigkeit - g () allgemeine Funktion - m ₁ Massenstromdichte der Komponente 1 - m ^* dimensionslose Massenstromdichte, G1. (4.8) - M, M_i Molgewicht, — der Komponentei - P, P _i Druck, Partialdruck der Komponentei - Pr Prandtlzahl,C _p/ - q Wärmestromdichte - r ₁ Verdampfungswärme - R allgemeine Gaskonstante - Sc Schmidtzahl/D ₁₂ - T absolute Temperatur - u Geschwindigkeitskomponente inx-Richtung - v Geschwindigkeitskomponente iny-Richtung - x Längskoordinate - y Querkoordinate - z dimensionslose Konzentration - dimensionslose Funktion/ _{e e} - transformierte Koordinatey - dimensionslose Temperatur (T-T _w)/(T_e-T_w) - Wärmeleitfähigkeit des Gemisches - Zähigkeit des Gemisches - transformierte Koordinate - Dichte des Gemisches - Stromfunktion Indizes e am Außenrand der Grenzschicht - i Stoffi - w an der Filmoberfläche - 1, 2 Komponente 1, 2 - () Ableitung ()/ _n      

Lösungen und Schmelzen von Hochpolymeren

Zusammenfassung Die Modelle der ideal verdünnten Lösung und des unendlichen Netzes (Bueche) werden besprochen; für praktische Fälle werden die Modelle verdünnte Lösung mit Gelteilchen und unendliches Netz mit Verhängungsbereichen vorgeschlagen und diskutiert. Es wird eine Methode angegeben, aus dem Übergangspunkt verdünnte Lösung unendliches Netz den Verknäuelungsparameter Am auszurechnen.Einleitungsvortrag anläßlich der Arbeitstagung der Sektion Rheologie des Vereins Österreichischer Chemiker am 28. September 1965 in Graz.     

Calculation of the pressure on the side surface of bodies consisting of a spherical segment joined to an inverted cone in a supersonic stream

The results of investigations of inviscid flow over inverted cones with nose consisting of a spherical segment were published for the first time in Soviet literature in [1–4]. In the present paper, a numerical solution to this problem is obtained using the improved algorithms of [5, 6], which have proved themselves well in problems of exterior flow over surfaces with positive angles of inclination to the oncoming flow. It is shown that the Mach number 2 M , equilibrium and nonequilibrium physicochemical transformations in air (H = 60 km, V = 7.4 km/sec, R₀ = 1 m), and the angle of attack 0 40° influence the investigated pressure distributions. A comparison of the results of the calculations with drainage experiments for M = 6, = 0-25° confirms the extended region of applicability of the developed numerical methods. Also proposed is a simple correlation of the dependence on the Mach number in the range 1.5 M of the shape of the shock wave near a sphere in a stream of ideal gas with adiabatic exponent = 1.4.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 1, pp. 178–183, January–February, 1981.     

Extended Korn's inequalities and the associated best possible constants

We are concerned with the coerciveness of the strain energy E(u) (in linear elasticity) associated with a displacement vector u on the Sobolev space H¹ () or its subspaces, a domain in ⁿ representing an isotropic elastic body—certain specific cases are called Korn's inequalities. Sufficient (and necessary) conditions on the Lamé moduli for E(·) to be coercive (or uniformly positive) on such spaces are given, and the associated best possible constants are obtained for some cases.     

Filament stretching equation in Lagrangian coordinates

The general integral of the very simple equation ^21/n/() was found to describe the cross sectional area of filaments of isothermal power law fluids while in transient stretching where is time and is the initial location of fluid molecules at time = 0 given as the distance from a reference point fixed in space. Any such stretching transient given as a solution of the above equation is physically realizable subject to the restrictions > 0 and/ < 0.     

Impulsive motion of a semi-infinite flat plate in a viscous fluid

The unsteady laminar boundary layer flow is investigated for a semi-infinite flat plate subjected to impulsive motion. An approximate solution is obtained by utilizing Meksyn's method. These results vary smoothly from Rayleigh's unsteady solution to the steady state solution of Blasius. Results are compared to those of Lam and Crocco.Nomenclature A expansion coefficient, see eq. (13) - a expansion coefficient, see eq. (10) - B expansion coefficient, see eq. (14) - b expansion coefficient, see eq. (12) - G function defined by eq. (6) - U free stream velocity - u velocity in x direction - v velocity in y direction - x coordinate along plate - y coordinate normal to plate Greek symbols (l, ) incomplete gamma function - function defined by eq. (15) - y(U/x) ^1/2 - kinematic viscosity - x/Ut - (Uvx)^1/2 f(, )     

Eine analytische Näherungslösung für die eingefrorene laminare Grenzschichtströmung eines binären Gemisches

Zusammenfassung Für die eingefrorene laminare Grenzschichtströmung eines teilweise dissoziierten binären Gemisches entlang einer stark gekühlten ebenen Platte wird eine analytische Näherungslösung angegeben. Danach läßt sich die Wandkonzentration als universelle Funktion der Damköhler-Zahl der Oberflächenreaktion angeben. Für das analytisch darstellbare Konzentrationsprofil stellt die Damköhler-Zahl den Formparameter dar. Die Wärmestromdichte an der Wand bestehend aus einem Wärmeleitungs- und einem Diffusionsanteil wird angegeben und diskutiert. Das Verhältnis beider Anteile läßt sich bei gegebenen Randbedingungen als Funktion der Damköhler-Zahl ausdrücken.

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An analytical approximation for the frozen laminar boundary layer flow of a binary mixture

An analytical approximation is derived for the frozen laminar boundary layer flow of a partially dissociated binary mixture along a strongly cooled flat plate. The concentration at the wall is shown to be a universal function of the Damkohler-number for the wall reaction. The Damkohlernumber also serves as a parameter of shape for the concentration profile which is presented in analytical form. The heat transfer at the wall depending on a conduction and a diffusion flux is derived and discussed. The ratio of these fluxes is expressed as a function of the Damkohler-number if the boundary conditions are known.

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Formelzeichen A Atom - A₂ Molekül - C Konstante in Gl. (20) - c₁=1/(2C) Konstante in Gl. (35) - c_p spezifische Wärme bei konstantem Druck - D binärer Diffusionskoeffizient - Ec=u ² /(2h_f) Eckert-Zahl - h spezifische Enthalpie - h_t=h+u²/2 totale spezifische Enthalpie - h _A ⁰ spezifische Dissoziationsenthalpie - K_w Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der heterogenen Wandreaktion - 1= /( ) Champman-Rubesin-Parameter - Le=Pr/Sc Lewis-Zahl - M Molmasse - p statischer Druck - Pr= c_pf/ Prandtl-Zahl - q_w Wärmestromdichte an der Wand - q_cw, q_dw Wärmeleitungsbzw. Diffusionsanteil der Wärmestromdichte an der Wand - universelle Gaskonstante - R=/(2M_a) individuelle Gaskonstante der molekularen Komponente - Re_x= u x/ Reynolds-Zahl - Sc=/( D) Schmidt-Zahl - T absolute Temperatur - T_d=h _A ⁰ /R charakteristische Dissoziationstemperatur - u, v x- und y-Komponenten der Geschwindigkeit - U=u/u normierte x-Komponente der Geschwindigkeit - x, y Koordinaten parallel und senkrecht zur Platte Griechische Symbole - =A/ Dissoziationsgrad - Grenzschichtdicke - ₂ Impulsverlustdicke - Damköhler-Zahl der Oberflächenreaktion - =T/T normierte Temperatur - =y/ normierter Wandabstand - Wärmeleitfähigkeit - dynamische Viskosität - , ^* Ähnlichkeitskoordinaten - Dichte - Schubspannung Indizes A auf ein Atom bezogen - M auf ein Molekül bezogen - f auf den eingefrorenen Zustand bezogen - w auf die Wand bezogen - auf den Außenrand der Grenzschicht bezogen     

Supersonic nonequilibrium flow past segmental bodies of a mixture simulating the atmosphere of venus

Calculations of the flow of the mixture 0.94 CO₂+0.05 N₂+0.01 Ar past the forward portion of segmentai bodies are presented. The temperature, pressure, and concentration distributions are given as a function of the pressure ahead of the shock wave and the body velocity. Analysis of the concentration distribution makes it possible to formulate a simplified model for the chemical reaction kinetics in the shock layer that reflects the primary flow characteristics. The density distributions are used to verify the validity of the binary similarity law throughout the shock layer region calculated.The flow of a CO₂+N₂+Ar gas mixture of varying composition past a spherical nose was examined in [1]. The basic flow properties in the shock layer were studied, particularly flow dependence on the free-stream CO₂ and N₂ concentration.New revised data on the properties of the Venusian atmosphere have appeared in the literature [2, 3] One is the dominant CO₂ concentration. This finding permits more rigorous formulation of the problem of blunt body motion in the Venus atmosphere, and attention can be concentrated on revising the CO₂ thermodynamic and kinetic properties that must be used in the calculation.The problem of supersonic nonequilibrium flow past a blunt body is solved within the framework of the problem formulation of [4].Notation V body velocity - shock wave standoff - universal gas constant - ratio of frozen specific heats - hRt/m enthalpy per unit mass undisturbed stream P pressure - density - T temperature - m molecular weight - c_p specific heat at constant pressure - (X) concentration of component X (number of particles in unit mass) - R body radius of curvature at the stagnation point - _j rate of j-th chemical reaction shock layer P V ² pressure - density - TT temperature - mm molecular weight Translated from Izv. AN SSSR. Mekhanika Zhidkosti i Gaza, Vol. 5, No. 2, pp. 67–72, March–April, 1970.The author thanks V. P. Stulov for guidance in this study.