Сращивание асимптотических разложений. Модельные задачи. (Лекция 6)

Содержание

Слайд 2

1. Модельная сингулярная задача Модельная задача:

1. Модельная сингулярная задача

Модельная задача:

Слайд 3

2. Внешнее разложение Нельзя удовлетворить обоим граничным условиям. Значит существуют погранслои,

2. Внешнее разложение

Нельзя удовлетворить обоим граничным условиям. Значит существуют погранслои, в

которых данное АР неприменимо. Нам известно, что ПС находится в точке x=0, но не x=1.

То, что внешнее разложение полностью определено, является спецификой рассматриваемой задачи. В общем случае оно содержит неопределенные константы интегрирования.

Слайд 4

3. Внутреннее разложение Погранслойная координата: Нам известно, что ПС находится в

3. Внутреннее разложение

Погранслойная координата:

Нам известно, что ПС находится в точке x=0,

и имеет ширину .

?

Слайд 5

4. Сращивание: правило Ван Дайка Внешний предел внутреннего разложения равен внутреннему

4. Сращивание: правило Ван Дайка

Внешний предел внутреннего разложения равен внутреннему пределу

внешнего разложения

1) подставляем во внешнее разложение и проводим разложение полученного выражения по с удержанием трех главных членов

2) подставляем во внутреннее разложение и проводим разложение полученного выражения по с удержанием трех главных членов

Слайд 6

5. Сращивание: правило Ван Дайка Внешний предел внутреннего разложения равен внутреннему

5. Сращивание: правило Ван Дайка

Внешний предел внутреннего разложения равен внутреннему пределу

внешнего разложения

3) переходим в первом из этих разложений от переменной к переменной

4) сравнивая полученное выражение с

находим

Слайд 7

6. Равномерно пригодное разложение

6. Равномерно пригодное разложение

Слайд 8

7. Толщина погранслоя Толщина ПС Погранслойная координата ……. баланс…… ……….. баланс………....

7. Толщина погранслоя

Толщина ПС

Погранслойная координата

……. баланс……

……….. баланс………....

главный

главный

внешнее

внутреннее

перекрытие

под-внутреннее

Потенциально интересны те

перенормировки, которые обеспечивают баланс 2-х или более членов уравнения

!

Важно, что в области перекрытия внешнего и внутреннего разложения, т. е. при внешняя и внутренняя задачи имеют в качестве главного один и тот же (конвективный) член. Именно это обстоятельство в конечном итоге и позволяет срастить внешнее и внутреннее разложения.

Слайд 9

8. Толщина погранслоя: пример 2 Внешнее АР Толщина ПС Внутреннее АР Сращивание

8. Толщина погранслоя: пример 2

Внешнее АР

Толщина ПС

Внутреннее АР

Сращивание

Слайд 10

9. Толщина погранслоя: пример 3 Во многих задачах толщина пограничного слоя

9. Толщина погранслоя: пример 3

Во многих задачах толщина пограничного слоя подсказывается

самим видом внешнего разложения

Пограничный слой в этой задаче лежит на бесконечности, и при его изучении необходимо нормировать пространственную координату на . В отличие от рассмотренных выше задач, здесь оказывается необходимым перенор-мировать также и искомую функцию . На этого также указывает полученное разложение : при оба его члена разложения имеют порядок . Поэтому подходящей перенормировкой при изучении ПС будет

Слайд 11

10. Толщина погранслоя: пример 3 В главном члене Для выбора знака

10. Толщина погранслоя: пример 3

В главном члене

Для выбора знака нужно срастить

главные члены внутреннего и внешнего разложений

верный выбор

Составное разложение

Слайд 12

11. Где пограничный слой? Численные расчеты Физические соображения Если угадано неправильно,

11. Где пограничный слой?

Численные расчеты
Физические соображения
Если угадано неправильно, то не

удастся срастить разложения

Помогают узнать:

Пример 1: 2 ПС на обоих концах интервала

Пример 2: ПС в середине интервала

1

1

0

0

1

-1

1

-1

Слайд 13

12. Где пограничный слой? Пример 4 Главный член внешнего разложения Погранслой

12. Где пограничный слой? Пример 4

Главный член внешнего разложения

Погранслой

Слайд 14

13. Пример 4: режимы 1, 2 ξ β th cth ξ

13. Пример 4: режимы 1, 2

ξ

β

th

cth

ξ

β

th

cth

сращивание

граничное условие

1

2

сращивание

граничное условие

Слайд 15

14. Пример 4: режимы 3, 4 ξ β th cth ξ

14. Пример 4: режимы 3, 4

ξ

β

th

cth

ξ

β

th

cth

сращивание

граничное условие

1

2

сращивание

граничное условие

4

3

Слайд 16

15. Пример 4: режим 5 ξ β th cth ξ β

15. Пример 4: режим 5

ξ

β

th

cth

ξ

β

th

cth

сращивание

1

2

5

4

3