Алгоритм построения точных решений плоской нестационарной задачи о движении жидкости со свободной границей
Е. Н. Журавлева+*, Н. М. Зубарев×°, О. В. Зубарева×, Е. А. Карабут+*
+Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН, 630090 Новосибирск, Россия
*Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия
×Институт электрофизики Уральского отделения РАН, 620016 Екатеринбург, Россия
°Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
Abstract
Исследуются плоские потенциальные нестационарные течения
идеальной несжимаемой жидкости со свободной поверхностью в отсутствие
внешних сил и капиллярности. Предложен алгоритм построения точных решений
для таких течений, основанный на анализе условий совместности уравнений
движения и вспомогательного комплексного уравнения переноса. Его
использование позволило радикально расширить список известных точных
нетривиальных решений рассматриваемой классической задачи, еще несколько
лет назад сводившийся к нескольким решениям Дирихле: течения, для которых
граница жидкости представляет собой параболу, эллипс или гиперболу. В
рамках алгоритма удается как воспроизвести недавно найденный класс
решений, задаваемый уравнением Хопфа на комплексную скорость, так и найти
принципиально новый широкий класс решений, для которого течения
описываются уравнением Хопфа на обратную комплексной скорости величину.