potential_flow_joukowski — MATH complex op

• 데이터 종류: 없음 → cimage(인자만으로 정해지는 연산자 —— 이미지나 데이터 입력을 받지 않습니다)

• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.potential_flow_joukowski(alpha_deg=5.0, speed=1.0, chord_b=1.0, centre_offset=(-0.09+0.09j), centre=0j, half_width=3.0, shape=(256, 256))(구현을 직접 호출하려면 import mathops; mathops.potential_flow_joukowski(alpha_deg=5.0, speed=1.0, chord_b=1.0, centre_offset=(-0.09+0.09j), centre=0j, half_width=3.0, shape=(256, 256)), 원장에서 가져오려면 opsmath.get("potential_flow_joukowski"))

사용법

주코프스키 익형 주위의 비점성 흐름을 복소 속도장으로.

> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.

Returns the complex velocity `w(z) = dW/dz = u - i*v` sampled over a

window of the physical plane. Inside the solid body the field is set to

exactly `0 (there is no flow there), so field == 0` is the body mask

and nothing is silently `nan`.

The construction is the classical one: flow past a circle of radius

`a = |chord_b - centre_offset| centred at centre_offset`, plus the

circulation the Kutta condition demands, pushed through the Joukowski

map `z = zeta + chord_b**2 / zeta`. The window is inverted back to the

circle plane by choosing, of the two preimages, the one outside the circle.

★What makes this checkable rather than merely plotted:

• The field is holomorphic outside the body, so this family's own

`cplx_cr_residual` must read ~0 on it — an existing operator is the

oracle, and it is not the formula used to build the field.

• The Kutta condition is the whole point: `dW/dzeta` vanishes at the

trailing edge exactly where `dz/dzeta` does, so the velocity there

stays finite. Perturb the circulation by any amount and the trailing-edge

velocity diverges — the gate has a control group.

• `Re(closed integral of w dz)` around the body is the circulation, and

it is path independent (Cauchy) — a big rectangle and a small one

must agree.

• Far from the body `w -> speed * exp(-i*alpha), decaying like 1/|z|`.

• The zeroed region is the aerofoil, whose area the shoelace formula on

`cplx_joukowski` of the circle gives independently.

Parameters

----------

alpha_deg : float

Angle of attack in degrees.

speed : float > 0

Free-stream speed.

chord_b : float > 0

Half the flat-plate chord; the map is `zeta + chord_b**2/zeta`.

centre_offset : complex

Circle centre. Negative real part thickens, positive imaginary part

cambers. The default is a thin cambered section.

centre, half_width, shape :

The window in the physical plane, as in :func:cplx_plane_grid.

Raises `ValueError: speed <= 0`; non-finite angle; a circle that

does not enclose `-chord_b` (the image would fold over itself) or whose

centre is at or beyond `+chord_b`; degenerate window.

HALCON: no operator.

패밀리 공통 입력 계약(fail-closed)

mathops 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):

• **complex 입력은 ValueError** —— float64 로의 강제 변환은 허수부를 조용히 버립니다(numpy 는 ComplexWarning 만 내고 「그럴듯하게 틀린」 실수를 돌려줍니다). .real/.imag/abs() 를 명시하거나 복소수를 다루는 complexops 를 쓰세요.

• **masked 요소가 있는 masked array 는 ValueError** —— 마스크를 벗겨 아래 원값을 쓰는 암묵 변환을 거부합니다. 채울지 버릴지를 명시하세요.

• **NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError**(개수를 명시하고 거부 —— 결과 전체로 전파되므로).

• 형상은 엄격: 1-D 와 2-D 를 암묵적으로 승격·브로드캐스트하지 않습니다(vector 슬롯에 matrix, matrix 슬롯에 vector 는 ValueError. reshape 를 명시하세요).

• 크기 상한: 행렬을 받는 연산자와 stat_histogram 의 bins 는 mathops.MAX_ELEMENTS(2^26 ≈ 6700 만 요소)를 넘으면 ValueError.

자세한 사용 가이드

• math_metrology 패밀리 가이드

참고(샘플 데이터·문헌)

• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.

• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.

• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.

실행 가능한 예제(이 연산자를 실제로 호출하는 검증된 샘플)

• poc_complex_plane_fields — py -3.11 examples/poc_complex_plane_fields.py

타입이 이어지는 다음 연산자(cimage 를 입력으로 받는 것)

cplx_cr_residual · cplx_domain_colour · mandelbrot_interior

같은 카테고리(complex)

cplx_contour_circle · cplx_poly_eval · cplx_contour_integral · cplx_winding_number · cplx_cauchy_value · cplx_argument_principle · cplx_laurent_coeffs · cplx_joukowski


*Provenance: mathops.py — MATH 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*

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