Насколько я понимаю, вы рассмотрели одно из возможных решений, а именно потенциальное. К этому решению можно добавить произвольный вихрь

(

- циркуляция).
Но в точках на цилиндре, в которые упираются сепаратрисы, в любом случае будет

и в окрестности этих точек скорость будет линейно зависеть от угла. А значит, в любом случае будет расходиться в них интеграл для времени обтекания поверхности жидкостью, как сверху, так и снизу.
Хм... Но эти интегралы сверху и снизу расходятся на сепаратрисах одинаково. Возможно, тут не бессмысленно вычесть две бесконечности, чтобы получить какую-то конечную разность времён обтекания цилиндра потоком сверху и снизу. Да и конформное отображение отображает непрерывно (?) цилиндр с вихрем в профиль Жуковского с вихрем, так что и на нём тогда тоже бесконечности осмысленно сократятся, и получится конечное разностное время обтекания потоком сверху и снизу.