Zur stationären Überschallströmung in näherungsweise kreiszylindrischen Strömungskanälen und Freistrahlen

Abstract

Fuer die stationaere Ueberschallstroemung in Roehren und Freistrahlenmit nahezu kreiszylindrischer Geometrie wird ein analytisches Modell auf der Basis der linearen Potentialtheorie kompressibler Stroemungenentwickelt. Die im Fall stossbehafteter Stroemungen auftretenden Konvergenzprobleme, die eine direkte numerische Auswertung der erhaltenen Reihen verhindern, werden mittels einer analytischen Reiehentransformation behoben. Fuer eine Reihe praktisch interessierender Anwendungen werden analytische Loesungen ermittelt und ausfuehrlich diskutiert. Es zeigt sich, dass die zylindrische Ueberschallstroemung im Unterschied zu vergleichbaren ebenen Stroemungsformen eine komplizierte Zellenstruktur mit periodisch auftretenden Singularitaeten aufweist. Durch die hervorragende Uebereinstimmung mit durchgefuehrten Freistrahlexperimenten wird die Gueltigkeit der entwickelten Theorie bestaetigt.