9.40. Функция тока на границе.
Рассмотрим оси координат, связанные с цилиндром, который вращается и совершает поступательное движение.
Пусть
компоненты скорости начала системы координат О, а
— угловая скорость системы координат. Тогда компоненты скорости точки
границы цилиндра равняются
Проектируя скорость на направление внешней нормали к границе в точке
мы получаем выражение
где
- угол наклона касательной к оси х.
Далее,
а нормальная скорость жидкости равна
(рис. 168). Выписывая выражение для нормальной скорости, мы получаем
Интегрируя это равенство вдоль границы, находим
где В — произвольная постоянная. Таким образом, мы нашли значение функции тока на границе. Мы теперь видим, что с точностью до аддитивной постоянной функция тока
является мнимой частью функции
Рис. 168.
Если мы обозначим
соответственно через
так что полная скорость будет равна
и направлена под углом а к оси
то мы получим равенство
Функция, сопряженная с функцией
равна
Так как
является мнимой частью равенства (2), то
является мнимой частью равенства (3). Следовательно, вычитая из равенства (2) равенство (3), получаем выражение для функции тока на границе в виде