Abstract
A numerical solution method of the boundary integral equation for axisymmetric potential flows is presented. Those are represented by ring source and ring vorticity distribution. Strengths of ring source and ring vorticity are approximated by linear functions of a parameter $\zeta$ on a segment. The geometry of the body is represented by a cubic B-spline. Limiting integral expressions as the field point tends to the surface having ring source and ring vorticity distribution are derived upto the order of ${\zeta}ln{\zeta}$. In numerical calculations, the principal value integrals over the adjacent segments cancel each other exactly. Thus the singular part proportional to $\(\frac{1}{\zeta}\)$ can be subtracted off in the calculation of the induced velocity by singularities. And the terms proportional to $ln{\zeta}$ and ${\zeta}ln{\zeta}$ can be integrated analytically. Thus those are subtracted off in the numerical calculations and the numerical value obtained from the analytic integrations for $ln{\zeta}$ and ${\zeta}ln{\zeta}$ are added to the induced velocity. The four point Gaussian Quadrature formula was used to evaluate the higher order terms than ${\zeta}ln{\zeta}$ in the integration over the adjacent segments to the field points and the integral over the segments off the field points. The root mean square errors, $E_2$, are examined as a function of the number of nodes to determine convergence rates. The convergence rate of this method approaches 2.
본 보에서는 축대칭포텐시얼유동에 대한 경계적분방정식의 해법이 제시된다. 이 문제는 고리용출점과 고리보오텍스에 의해서 표시되는데 이들의 세기는 한 구간내에서 매개변수 $\zeta$의 선형함수로 근사된다. 물체의 형상은 3차 B-spline으로 표시된다. 속도가 계산되는 점이 고리용출점이나 고리보오텍스에 접근할 때의 극한표현식이 $\zeta{ln}\zeta$항까지 유도된다. 수치계산에서 양 옆구간에 의한 주치적분은 정확하게 서로 상쇄되기 때문에 특이점에 의한 유기속도중 $\(\frac{1}{\zeta}\)$에 비례하는 항은 계산에서 제외된다. 그리고 ${ln}\zeta$에 비례하는 항과 $\zeta{ln}\zeta$에 비례하는 항은 해석적으로 적분이 가능하기 때문에 수치계산에서 이에 비례하는 항을 빼고 계산한 후 해석적으로 계산한 값을 더해 준다. 기타 수치적분은 4점 Gaussian Quadrature 공식에 의해서 수행되었다. 수렴률을 정하기 위하여 구간의 개수에 따른 평균자승근오차를 조사하였으며, 이 방법의 수렴률은 2에 접근점이 밝혀졌다.