Рассмотрим некоторые разделы гидростатики, т. е. теории равновесия жидкостей и газов относительно выбранной системы координат.
Результаты и методы гидростатики имеют большое значение для многих практически важных задач. В гидростатике рассматриваются задачи о равновесии воды в океанах и воздуха в атмосфере; задачи о силах, действующих со стороны жидкости на плавающие корабли, подводные лодки и аэростаты; задачи об устойчивости судов, плавающих на поверхности воды, и множество других задач.
Настоящая монография, посвященная статике сыпучей среды и излагающая теорию предельного равновесия, выходит в третьем издании в совершенно переработанном виде. Она затрагивает широкий круг вопросов, рассмотренных ранее, а также ряд новых вопросов, разобранных лишь недавно. Краткое содержание монографии следующее.
Глава I дает описание теории плоского предельного равновесия сыпучей среды, использующее обычное предельное условие. Проведено подробное исследование уравнений плоского предельного равновесия и преобразование их к канонической системе.
Освещен вопрос о механическом подобии, имеющий весьма большое значение как для расчетов, так и для моделирования. Сформулированы основные краевые задачи для канонической системы и даны эффективные методы численного интегрирования.
Познание природы и решение многих актуальных технических задач требуют построения новых моделей для глубокого и более детального описания микроскопических и макроскопических механических и вообще физических объектов, взаимодействий и явлений.
Опыт и внутренняя сущность науки указывают, что ответы на вопросы о строении материи, на вопросы астрофизики, на различные вопросы о существенных свойствах усложненных взаимодействий в телах живого, органического и неорганического мира во многом связаны с некоторыми нашими общими универсальными понятиями, представлениями, законами, идеями и методами.
Автор книги — известный американский ученый — знаком советскому читателю по переводу ряда его работ. В основу монографии положен курс лекций, прочитанный Прагером в политехническом институте в Цюрихе.
В предлагаемой книге с присущим автору мастерством излагаются как классические положения механики сплошных сред, так и новейшие результаты, например результаты, относящиеся к анализу скорости изменения напряжений при конечных деформациях. Для чтения книги не требуется специальной подготовки, она доступна студентам технических вузов и университетов и может служить учебником по данному вопросу.
С изданием настоящей книги советский читатель получает в русском переводе еще один том «Лекций по теоретической физике» известного немецкого физика А. Зоммерфельда.
Общий характер этой книги не отличается от других томов, написанных им же, где автор не стремится к исчерпывающей полноте и систематическому изложению предмета. Это, пожалуй, в особенно сильной степени относится именно к данному тому, посвященному механике сплошных сред — гидродинамике и теории упругости.
В монографии в сжатой форме с единых позиций механики многофазных сред изложены основы развитой теории распространения акустических волн в смесях газа с паром и каплями жидкости. Основное внимание уделяется изучению влияния фазовых превращений на процессы дисперсии и диссипации возмущений. Предложены математические модели, выведены наиболее общие дисперсионные соотношения, проанализированы некоторые частные случаи, рассмотрены области применимости.
Книга рассчитана на научных работников, аспирантов и студентов, специализирующихся по механике, теплофизике и акустике многофазных сред.
Учебное пособие разработано в соответствии с программой курса лекций, утвержденной кафедрой аэрогидродинамики НГТУ, и содержит изложение основных современных разностных методов решения задач механики сплошных сред.
Методы и результаты теории гидродинамической устойчивости часто применяются в технических приложениях и научных исследованиях для объяснения и описания ряда важных явлений в потоках. Научная литература, затрагивающая эти вопросы, обширна, однако работ с изложением методов решения задач и систематическим изложением результатов имеется немного. Особенно мало отражены задачи нелинейной теории гидродинамической устойчивости.
В данной работе излагаются некоторые задачи, связанные, главным образом, с нелинейной теорией устойчивости. Работа не претендует на исчерпывающее покрытие этой области, она ограничивается вопросами, которыми занимался автор. По большей части рассмотренные задачи связаны с теми идеями, которые высказывались академиком Г. И. Петро-вым и обсуждались на семинарах кафедры и отдела аэромеханики механико-математического факультета МГУ.
Изучаются задачи математической гидродинамики со свободной поверхностью в конформных переменных. Рассмотрены вопросы аналитической разрешимости в шкале гильбертовых пространств, численные методы для получения приближённых решений.
Рассматриваются вопросы конструктивной оценки времени существования решений. Изучаются вопросы применения математической статистики к вопросам разрешимости нелинейных уравнений. Приведены многочисленные вычислительные эксперименты, демонстрирующие методы настоящей работы. Многие полученные результаты могут быть применены не только к задачам гидродинамики со свободной поверхностью, но и абстрактным задачам Коши—Ковалевской в шкалах банаховых пространств.
В монографии Чжена впервые в мировой литературе обобщен и систематизирован материал по одному из наиболее актуальных и интересных направлений механики жидкости и газа — отрывным течениям, возникающим при обтекании тел вязкой жидкостью или газом во всем диапазоне скоростей, от дозвукового до гиперзвукового, при течениях в каналах, в газовых машинах, турбинах и т. п. Отражая современное состояние в этой бурно развивающейся области гидро- и аэромеханики, книга наряду с изложением глубоких теоретических анализов содержит богатые экспериментальные материалы, весьма полезные для практических приложений.
Монография адресована научным работникам и инженерам, специализирующимся в области гидродинамики и аэродинамики, и теплопередачи в приложении к самолетам, ракетам и космическим летательным аппаратам, газовым машинам и двигателям, строительным надводным и подводным кораблям, гидротурбинам, насосам и т. п. Она может служить также учебным пособием и справочником для студентов и аспирантов университетов и вузов.
