2в. Структура слабых ударных волн
Структура разрывов, или ударных волн, может быть определена в системе отсчета, движущейся вместе с разрывом (с его заранее неизвестной скоростью), до тех пор пока его толщина остается малой по сравнению с масштабами, характеризующими градиенты потока впереди и позади разрыва. Таким образом, введем координату
которая «движется» с неизвестной скоростью ударной волны
и растягивает масштаб X так, чтобы он соответствовал масштабу структуры ударной волны. Это позволяет записать (31) в виде
откуда видно, что в первом приближении структура ударной волны не зависит от
Предполагая, что значение
равно нулю перед фронтом ударной волны
и стремится к значению
(изменяющемуся со временем) позади ударной волны —
после однократного интегрирования получаем,
Вторичное интегрирование дает
Это выражение описывает в исходных переменных структуру волны, движущейся со скоростью
где
скорость
потока за фронтом волны, с характерной толщиной области «максимального наклона»
определяемой равенством
Для воздуха на уровне моря эта толщина изменяется примерно в пределах
Формула (34) была впервые получена Тейлором [11].