作者kramnik (progressive)
看板Physics
标题Re: [问题] 为何没黏滞性的流体 流速场的curl = 0 ?
时间Mon Jan 18 20:30:20 2010
※ 引述《LeeSeDol (啧啧...)》之铭言:
: 关於这个说法是在哪些条件下成立啊?
: 那如果水道是弯弯的呢?
: 难道不会产生漩涡之类的效应吗?
无黏滞性并不代表无涡流..
一般常用的Bernoulli's principle..若在流体全区域皆成立..
其使用限制如下述
(1)steady.. 即(δv/δt) = 0
(2)irrotational.. 即(▽╳v)=0
(3)incompressible.. 即密度ρ= constant
(4)inviscid.. 即流体无黏滞性
(5)额外交互作用力仅为重力
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proof:
设ρ为密度..v为速度..σ为stress tensor..T为剪力..P为正向压力..
f为其余交互作用力
根据动量守恒
ρ*[(δv/δt) + v*▽.v)] + v*[(δρ/δt) + ▽.(ρ*v)] = ▽.σ + f
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动量守恒式中左式第一项可改写为
ρ*[(δv/δt)+ v*▽.v)] = ρ*[(δv/δt) +(1/2)*▽|v|^2 - v╳(▽╳v) ]
若流体为steady..则
(δv/δt) = 0
若流体为irrotational..则
(▽╳v) = 0
则动量守恒式中左式第一项可简化为 ρ*(1/2)*▽|v|^2
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若流体为incompressible..根据质量守恒
(δρ/δt) + ▽.(ρ*v) = 0
则动量守恒式中左式第二项可简化为 0
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动量守恒式中右式第一项可改写为
▽.σ = -▽P + ▽.T
若流体为inviscid..则
T = 0
则动量守恒式中左式第一项可简化为 -▽P
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若额外交互作用力f仅为重力..则
f = -ρ*g*jz ,其中jz为z方向之单位向量..
则动量守恒式中左式第二项可改写为 -ρ*g*jz
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上5点成立..
动量守恒式可简化为
ρ*(1/2)*▽|v|^2 = -▽P - ρ*g*jz
在流体内对任意路径积分
(1/2)*|v|^2 + (P/ρ) + ρ*g*z = constant.... 得证 Bernoulli's principle
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◆ From: 118.168.82.15
1F:→ Emcc:(1)应该是steady 不是static 两个意思差很多... 01/18 20:53
2F:→ kramnik:已修正 :) 01/18 21:10
3F:推 LeeSeDol:感谢, 那如果在这流体内对任意路径积分v, 会=0吗? 01/19 11:36
4F:→ LeeSeDol:以▽╳v=0 的假设看起来是会,但从物理来看怎麽叙述呢? 01/19 11:40
5F:→ LeeSeDol:想像有一流线通过AB两点,沿流线积A→B,再沿直线积B→A 01/19 11:44
6F:→ LeeSeDol:加起来等於零,有没有更文字叙述性的解说? 01/19 11:46
※ 编辑: kramnik 来自: 118.168.85.162 (01/19 17:03)