Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекции Ивашкин МЖГ

.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
2.47 Mб
Скачать

+ !

0 . %

z = f (ζ) – 0",

 

df

=

dz

= lim

 

z

.

 

 

 

 

dζ

dζ

 

 

 

 

 

 

ζ→0

ζ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 36.

" 0" !:

 

 

arg lim

dz

 

= lim arg

dz

= lim arg z − lim arg ζ = arg

df

= α .

(4.26)

 

 

dζ

ζ→0 dζ

 

 

ζ→0 dζ

 

 

 

 

1 " ! α ζ, 0

ζ. # " (4.26) ",

ϕ= ε + α ,

. . z- " α ζ- ,

".

" ! , "

" . % " "

ϕ2 − ϕ1 = (ε 2 + α) (ε1 + α) = ε 2 − ε1 ,

" , ".

, ", . + 0 !

. & " , ! !

! !

, ! ! ! . 2 "

, " ! ! , 0

! " ! ! , !

" ,

! ! 0.

#, !, !

0 z- (0 !), " 0

ζ- (") ! 0" (4.25), , z- !

" . + .

1. " χ(z) – ! ! z- , χ*(ζ) – ! ! " "

ζ- :

 

 

 

w a 2

 

*

 

χ* (ζ ) = w* ζ +

+

 

ln ζ .

(4.27)

ζ

 

 

 

 

 

i

 

" " z ζ (4.25), !,

χ (z ) = χ [ f (ζ)] = χ* (ζ).

' " ζ ! , "

dχ*

=

dχ

 

dz

=

dχ

f 1 (ζ)

 

 

* =

 

f 1 (ζ ),

(4.28)

 

 

w

w

dζ

dz

 

dζ

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* =

 

 

f 1 () =

 

m,

 

(4.29)

 

 

 

 

 

w

w

w

 

m – 00 0 .

 

 

 

 

 

 

 

% 0

w

, . .

w* w, (4.29) ",

m· – !

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

"

 

)*.

! "

 

(4.6),

. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* = . .

 

* dζ = . .

 

 

dz

dζ = . .

 

dz = ,

(4.30)

w

w

w

 

dζ

c1 *

 

 

c1 *

 

 

 

c1 *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, " " " " " ", "

! 0, 0 .

% , "

z- ! ζ:

( )

( )

 

 

 

wa

2

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

χ z

= χ * ζ = mw ζ +

 

 

+

 

ln ζ ,

z = f ζ .

(4.31)

 

 

 

 

 

 

ζ

 

 

i

 

 

2. 2 ! 0

! 0 ! "

! . " ( . . « » « »):

 

) " 0"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = c ch ζ ,

(4.32)

c

– ! ,

 

 

 

 

 

 

 

 

x, y

 

ζ, η.

' , (4.32) ! " " , "

 

x + iy = c ch (ξ + iη) = c ch ξ cos η + ic

 

sh ξ sin η;

 

x = c ch ξ cos η,

 

 

 

 

 

 

y = c sh ξ sin η.

0 " ! !

 

 

 

 

 

 

" 0 "

ξ = α = const, " ! ( . 37)

 

 

x 2

 

+

y 2

 

 

= 1

 

 

 

 

c 2 sh 2 a

 

 

c 2 ch 2 a

 

. 37. :

– 0; –

64

 

 

 

 

 

 

___________

"

a = c ch α,

b = c sh α

 

0 "

 

c = √ a2 b2.

η = β = const, " !

0 "

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

y 2

 

 

 

 

 

 

 

= 1

 

 

 

c 2 cos 2 β

c 2

sin 2 β

"

c cos β c sin β.

 

 

 

 

#, "

0" z = c ch ζ

 

z-

 

 

 

ζ- ;

) " 0"

 

 

 

 

 

 

 

z = −

1

 

iζ 2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. !:

x + iy = − 1 i (ξ + iη)2 = ξη + 1 i (η2 − ξ 2 );

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

x = ξη,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

1

(η2 − ξ2 ).

0 " ! !

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

ξ = α = const,

" ! η =x / α. %

 

 

 

 

 

1 x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

y =

 

 

 

 

2

− α

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

.

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

,

η = β = const,

" ! ξ = x / β. %

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

x

2

 

 

 

 

 

y =

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

β

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65

5.

! " #

.

, :

 

w

x

 

+ wy

 

 

w

x

 

= −

1

 

 

P

 

 

wx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

x

 

 

 

wy

 

 

 

 

wy

 

 

 

1

 

 

P

 

 

 

w

+ w

 

 

 

= −

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

y

 

 

 

 

y

 

 

ρ

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ρwx )

 

 

(ρwy )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂ρ

 

 

 

 

 

∂ρ

 

 

 

 

wx

 

 

 

 

wy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wx

 

 

 

+ wy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

= 0.

 

x

 

 

y

+ ρ

 

x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.1)

(5.2)

, . . ,

P / ργ = const,

. . P = P(ρ).

! :

 

 

P

=

dP

 

∂ρ

= a

2

∂ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

dρ

 

x

 

 

x

 

 

 

P

 

dP

 

∂ρ

 

 

∂ρ

 

 

(5.3)

 

=

 

= a 2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

dρ

 

y

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a – .

(5.3) (5.1), :

 

 

 

 

 

w

x

 

+ w

 

w

x

= −

a 2

 

∂ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

(5.4)

 

 

 

x

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

ρ

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wy

 

+ wy

wy

= −

a 2

 

 

∂ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

(5.5)

 

 

 

x

 

 

 

y

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.4)

 

 

wx,

 

(5.5)

 

wy

,

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 wx

 

 

 

wx

 

 

 

wy

 

2

wy

 

a 2

 

∂ρ

 

 

∂ρ

wx

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

+ wy

 

 

 

 

 

= −

 

 

 

 

+ wy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ wx wy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wx

 

 

 

.

 

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

y

 

ρ

 

x

 

 

y

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"

( 2

 

2 )

wx

 

wx

 

w

 

 

(

 

 

wx

 

+

 

y

 

2

wy

 

 

 

 

 

a

 

x

wx wy

y

x

 

+ a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.2),

 

2 )

wy

= 0 .

(5.6)

 

 

y

 

#,

( )

. ! $

, .

% ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

∂ϕ

 

 

 

 

=

 

∂ϕ

w

x

=

 

 

 

∂ϕ

=

2

ϕ

w

 

 

 

;

 

 

w

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

x

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

y

y

 

 

y

 

 

x x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a 2 w

2 )

2 ϕ

 

− 2w

w

 

 

2 ϕ

+ (a 2 w

 

2 )

2 ϕ

 

= 0.

(5.7)

x 2

 

 

 

y 2

 

 

 

 

x

 

x

 

y x y

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

& –

, . '

(wx << a, wy << a)

– (5.7) – ,

.

(5.7) , $((

( ϕ ( , x y). $

, . .

« » , , , « »

.

$# " # # % & '( '& )

)

 

(5.7)

ϕ = ϕ (x, y)

 

 

 

,

 

 

 

x, y, ϕ,

 

 

 

. &

 

 

( ) y = y (x),

(

 

ϕ

 

∂ϕ / ∂x

∂ϕ / ∂y. *

 

.

 

 

 

 

 

#, +

, . % , $

+ , .

+ (5.7)

 

Au + 2Bs + Ct = 0 ,

(5.8)

A = wx2 a2; B = wx wy; C = wy2 a2;

u, s, t

– ϕ.

% u, s, t

 

wx wy,

 

. '

 

 

 

 

P =

∂ϕ

 

 

q =

∂ϕ

,

 

 

 

 

 

x

 

 

y

 

67

! (( (

 

 

P

 

P

 

dP =

 

 

 

 

x +

 

 

 

y = udx + sdy ;

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

y

 

 

q

 

q

 

dq =

 

 

 

x +

 

 

y = sdx + tdy .

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

y

 

(5.9)

! ,

:

 

Au + 2Bs + Ct = 0 ;

 

 

 

 

dx u + dy s + 0 t dP = 0 ;

 

 

 

 

 

 

(5.10)

 

0 u + dx s + dy t dq = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

, (5.10)

 

 

u, s, t

.

- –

,

u,

s, t.

u =

2

ϕ

=

x 2

 

 

 

 

s =

 

2

ϕ

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

u

s

;

;

 

 

 

 

 

 

t =

2

ϕ

 

=

 

t

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# $ ,

 

,

 

u, s, t

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) , ,

(5.10) 0:

 

 

 

 

 

A

2B

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

dx dy 0

= A (dy )

2

− 2B dx dy + C (dx)

2

 

 

 

 

=

 

 

0

dx

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.11)

 

 

 

dy 2

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

A

 

− 2B

 

 

 

+ C = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

dx

 

 

 

 

# ,

= 0

[ . (5.10)]

,

 

(5.11),

 

u, s, t

,

ϕ, P, q.

) (5.11):

dy

 

 

B ± B 2 AC

 

 

 

 

= y

=

 

.

(5.12)

 

 

dx 1,2

1, 2

 

A

 

 

 

 

&

,

= 0.

. , (5.12) ((

, B2 AC > 0. !

68

, = 0, ,

(5.12) – .

,

 

ϕ, ,

 

. ,

= 0

.

 

! ,

,

, . . . "

#. $ ,

AB

 

 

,

 

, . .

= u = s = t = 0. ($ ,

t , .)

 

t = 0

 

 

A (yq′ − p) − 2B q′ = 0 ,

(5.13)

p' = dp / dx;

q' = dq / dx; y' = dy / dx.

 

% ,

, , (5.10),

, #.

& (5.11) (5.13), # ,

u, s, t #, ,

. '

– ! P, q, . .

. (

.

) ,

,

(5.7). *

, (5.11) (5.13) (5.7). +

,

x, y p, q. ,

x, y

p, q.

(5.12) ,

(5.11) #

B2 AC = δ.

, δ > 0, (5.12)

# ;

δ = 0, # , . . ! ;

δ < 0, .

69

(5.12)

!!- A, B, C

!!- (5.8),

 

(5.8) :

 

δ > 0,

 

(5.8)

; δ = 0,

 

;

δ < 0,

– .

 

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = w

2 a 2

;

B = w

w

y

;

C = w

2 a 2 ,

(5.14)

 

 

x

 

x

 

 

 

y

 

. .

δ= B 2 AC = wx 2 wy 2 (wx 2 a 2 )(wy 2 a 2 )=

=wx 2 wy 2 wx 2 wy 2 + a 2 (wy 2 + wx 2 )a 4 = a 2 (w2 a 2 ),

________________

w – ( w = wx2 + wy2 ).

,

 

 

δ = a 2 (w 2 a 2 ).

 

 

 

 

(5.15)

,

 

 

 

 

 

 

(w > a, δ > 0)

 

 

;

 

 

 

 

(w < a,

δ < 0)

 

 

 

; -

(w = a,

δ = 0)

 

.

 

 

 

 

 

 

. (

 

x, y (5.12), «+»

1- , «–»

2- . ) λ 1, 2 = dy / dx !!-

. & (5.14) (5.15), :

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

1

 

 

 

(w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

1, 2

=

=

 

 

 

 

 

 

x

w

y

± a w2

a 2

 

 

 

 

 

 

(5.16)

 

 

 

 

 

 

 

2 a 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

wx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( . 38). "

. 38.

α:

 

 

 

 

 

 

# (5.16),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-e : 1

 

 

 

 

 

 

A (x,y),

2

 

 

 

 

 

 

 

x1, y1

 

 

 

 

!!- λ 1;

 

2- : 3

A

 

 

 

x1 ,

#

 

 

 

 

 

A,

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w. $

!!-

λ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wx = w,

wy = 0 , :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

(± a

 

)= ±

 

 

a

 

 

 

 

1

 

 

 

 

λ

1, 2

=

 

= tg α

1, 2

=

 

 

 

 

w2 a 2

 

 

= ±

 

 

.

 

 

 

w2 a 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w2 a 2

 

 

Μ 2 − 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

α

 

..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

, ,

# , , # ,

.. +,

# ( .), # # !

.

, !

( a = γRT ),

, ..

x, y !!-

λ

 

=

dy

= tg (β m α),

(5.17)

1, 2

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β – x.

 

 

p, q. , (5.13) y΄

(5.11), y΄ = λ 1,

A (λ1 q′ − p)− 2βq′ = 0

(5.18)

1-

p, q.

0

 

A (λ 2 q′ − p)− 2βq′ = 0

(5.19)

2- . $ (5.18) (5.19). )

(5.11),

λ

 

+ λ

 

=

2B

.

 

1

2

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

% 1- (5.18)

 

Aλ1 = 2B Aλ 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A (λ 2 q′ + p)= 0.

 

0 2- :

 

 

 

A (λ1 q′ + p)

(5.20)

& (5.17), :

dp + tg (β ± α) dq = 0 , dx dx

«–» 1- , «+» – 2- .

% ,

1- x, y, 2-

p, q. (5.17) , ,

x, y,

(y y0 ) = λ1 (x x0 ),

x0, y0 – ! ; λ 1 – !!- ,

.

71

& 2- p, q

, (5.20), # :

Aλ1 (q q0 ) + A (p p0 ) = 0 ,

. .

(q q

 

) = −

1

 

(p p

 

),

 

 

 

 

 

 

 

 

0

λ1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q0, p0 – ! .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

y, x

( . 39)

 

 

!!-

λ 1,

 

p, q

 

 

 

 

 

!!-

(1 / λ 1).

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p, q,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 39.

 

 

 

!

 

 

 

 

 

.

$ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p (x0, y0)

x, y #

 

wx0, wy0

 

 

!- p0, q0. " pN

 

2- –

p, q .

"

 

pN.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) - p, q,

 

wx, wy .

 

 

 

 

 

 

 

72