Abstract
A recent study of the unsteady boundary layer near the equator of a spinning sphere provided strong numerical evidence that the solution develops a singularity a finite time after the motion is initiated. In this paper we reformulate and complete the asymptotic structure proposed to describe this singularity. It is then self-consistent and provides convincing evidence of the accuracy of the computations and of the existence of the singularity.
Zusammenfassung
Eine neuere Untersuchung über die nicht-stationäre Grenzschicht nahe am Äquator einer rotierenden Kugel ergab starke numerische Evidenz für das Auftreten einer Singularität in der Lösung nach einer endlichen Zeit, vom Beginn der Bewegung gerechnet. In dieser Arbeit wird die asymptotische Struktur zur Beschreibung der Singularität neu formuliert und ergänzt. Sie wird selbstkonsistent und gibt ein wichtiges Zeugnis für die Genauigkeit der Berechnungen und für die Existenz der Singularität.
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References
W. H. H. Banks and M. B. Zaturska,The collision of unsteady laminar boundary layers. J. Engineering Math.13, 193–212 (1979).
F. P. Bowden and R. G. Lord,Aerodynamic resistance to a sphere rotating at high speed. Proc. Roy. Soc. London A271, 143–153 (1963).
T. Cebeci and P. Bradshaw,Momentum Transfer in Boundary Layers. McGraw Hill 1977.
L. Howarth,Note on the boundary layer on a rotating sphere. Phil. Mag.42, 1308–1315 (1951).
S. D. Nigam and R. S. I. Rangasami,Growth of a boundary layer on a rotating sphere. Z. angew. Math. Phys.4, 221–223 (1953).
C. J. Simpson and K. Stewartson,A singularity in an unsteady free-convection boundary layer. To appear in Quart. J. Mech. Appl. Math. 1982.
C. J. Simpson, Ph.D. Thesis, London University 1982.
K. Stewartson, C. J. Simpson, and R. J. Bodonyi,The unsteady boundary layer on a rotating disk in a counter-rotating fluid. II. To appear in J. Fluid Mech. (1982).
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Simpson, C.J., Stewartson, K. A note on a boundary-layer collision on a rotating sphere. Z. angew. Math. Phys. 33, 370–378 (1982). https://doi.org/10.1007/BF00944445
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00944445