Solutions of Boundary Layer Equations Governing Free Convective and Magnetohydrodynamic Flows through Parametric Differentiation

In der vorliegenden Arbeit wird die Methode der parametrischen Differentiation angewendet, um ein System nichtlinearer Gleichungen zu lösen, das zwei- und dreidimensionale freie, konvektive Grenzschichströmungen bzw. eine zweidimensionale magnetohydrodynamische Grenzschichtströmung beherrscht. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, daß die nichlinearen Gleichungen auf lineare reduziert werden und die Nichtlinearität auf ein System von Gleichungen erster Ordnung beschränkt wird, das, verglichen mit den ursprünglichen Nichtlinearen Gleichungen, viel leichter gelöst werden kann. Ein anderer Vorzug der Methode ist, daß sie es ermöglicht, die Lösung von einer bekannten, zu einem bestimmten Parameterwert gehörigen Lösung aus durch schrittweises Vorgehen die Lösung für den gesamten Parameterbereich zu erhalten. Die mit dieser Methode gewonnenen Ergebnisse stimmen gut mit den entsprechenden, mit anderen numerischen Verfahren erzielten überein.

Stresses and Displacements under a Flexible Circular Foundation in the Presence of Friction or Adhesion

Die Vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Spannungen und Verschiebungen an einem elastischen Halbraum unter einem kreisförmigen biegsamen Fundament, wenn an der Kontaktfläche vollkommenes Haften besteht. Das gemischte Randwertproblem wird mit Hilfe von Hankel-Transformationen auf duale Integralgleichungen von Titchmarsh- Typ zurückgeführt. Für die Berechnung der Spannungen und Verschiebungen werden Gaußsche Quadraturformeln benutzt. Die Ergebnisse werden mit denen verglichen, die man bei glattem Fundament erhält, und der Einfluß der Poisson-Zahl auf die Spannungen und Verschiebungen wird deutlich gemacht. Schließlich werden die Ergebnisse für den praktischen Gebrauch in Diagrammen und Tabellen zusammengefaßt.

Stresses and Displacements under a Flexible Circular Foundation in the Presence of Friction or Adhesion

Die Vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Spannungen und Verschiebungen an einem elastischen Halbraum unter einem kreisförmigen biegsamen Fundament, wenn an der Kontaktfläche vollkommenes Haften besteht. Das gemischte Randwertproblem wird mit Hilfe von Hankel-Transformationen auf duale Integralgleichungen von Titchmarsh- Typ zurückgeführt. Für die Berechnung der Spannungen und Verschiebungen werden Gaußsche Quadraturformeln benutzt. Die Ergebnisse werden mit denen verglichen, die man bei glattem Fundament erhält, und der Einfluß der Poisson-Zahl auf die Spannungen und Verschiebungen wird deutlich gemacht. Schließlich werden die Ergebnisse für den praktischen Gebrauch in Diagrammen und Tabellen zusammengefaßt.

A mathematical analysis of nonlinear waves in a fluid filled visco-elastic tube

Our investigations in this paper are centred around the mathematical analysis of a ldquomodal waverdquo problem. We have considered the axisymmetric flow of an inviscid liquid in a thinwalled viscoelastic tube under certain simplifying assumptions. We have first derived the propagation space equations in the long wave limit and also given a general procedure to derive these equations for arbitrary wave length, when the flow is irrotational. We have used the method of operators of multiple scales to derive the nonlinear Schrödinger equation governing the modulation of periodic waves and we have elaborated on the ldquolong modulated wavesrdquo and the ldquomodulated long wavesrdquo. We have also examined the existence and stability of Stokes waves in this system. This is followed by a discussion of the progressive wave solutions of the long wave equations. One of the most important results of our paper is that the propagation space equations are no longer partial differential equations but they are in terms of pseudo-differential operators.Die vorliegenden Untersuchungen beziehen sich auf die mathematische Behandlung des ldquorModalwellenrdquo-Problems. Die achsensymmetrische Strömung einer nichtviskosen Flüssigkeit in einem dünnwandigen viskoelastischen Rohr, unter bestimmten vereinfachenden Annahmen, wird betrachtet. Zuerst werden die Gleichungen des Ausbreitungsraumes im Langwellenbereich abgeleitet und eine allgemeine Methode zur Herleitung dieser Gleichungen für beliebige Wellenlängen bei nichtrotierender Strömung angegeben. Eine Operatorenmethode mit multiplem Maßstab wird verwendet zur Herleitung der nichtlinearen Schrödinger-Gleichung für die Modulation der periodischen Wellen, und die ldquorlangmodulierten Wellenrdquo sowie die ldquormodulierten Langwellenrdquo werden aufgezeigt. Weiters wird die Existenz und die Stabilität der Stokes-Wellen im System untersucht. Anschließend werden die progressiven Wellenlösungen der Langwellengleichungen diskutiert. Eines der wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit ist, daß die Gleichungen des Ausbreitungsraumes keine partiellen Differentialgleichungen mehr sind, sondern Ausdrücke von Pseudo-Differentialoperatoren.

Boundary layer swirling flow through a conical hydrocyclone

The paper deals with the flow and heat-transfer problem of a steady axisymmetric laminar incompressible boundary layer swirling flow of a fluid through a conical hydrocyclone. The implicit finitedifference scheme is used to solve the partial differential equations governing the flow. The effect of swirl is found to be more pronounced on the longitudinal skin friction than on the tangential skin friction and heat transfer. The skin friction and heat transfer increase with swirl or with longitudinal distance. Swirl also gives rise to velocity overshoot in the longitudinal velocity profiles and the magnitude of the velocity overshoot increases as the swirl parameter increases. The results are found to be in good agreement with those of the local nonsimilarity and momentum integral methods but they differ appreciably from those of the local similarity method except for the longitudinal skin friction which is fairly in good agreement with that of the local similarity method.Die Arbeit beschäftigt sich mit der Strömung und dem Wärmeübergang in einem konischen Zyklon unter der Voraussetzung stationärer, achsensymmetrischer, laminarer, inkompressibler Grenzschichtströmung. Ein implizites Differenzenverfahren wird benutzt, um die partiellen Differentialgleichungen zu lösen. Der Einfluß des Dralls ist besonders ausgeprägt auf die longitudinale Komponente der Oberflächenreibung, weniger dagegen bei der tangentialen Komponente und beim Wärmeübergang. Die Oberflächenreibung und der Wärmeübergang nehmen zu mit dem Drall, sowie mit dem longitudinalen Abstand. Der Drall erzeugt ein Überschießen der Geschwindigkeit in der longitudinalen Abstand. Der Drall erzeugt ein Überschießen der Geschwindigkeit in der Längsrichtung. Die Größe des Überschusses nimmt mit wachsendem Drallparameter zu. Die Resultate stimmen gut mit den Ergebnissen der Theorie der lokalen Nichtähnlichkeit und der Impulsintegralmethode überein. Dagegen weichen sie mit Ausnahme der longitudinalen Komponente der Oberflächenreibung beträchtlich von den Resultaten der Theorie der lokalen Ähnlichkeit ab.