пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Пятый семестр:
» Общая Химическая Технология
Четвёртый семестр:
» ПАХТ

Урав-е движения реальной жидкости. Гидродинамические критерии подобия. Упрощенное уравнение Навье-Стокса.

Уравне́ния Навье́ — Сто́кса — система дифференциальных уравнений в частных производных, описывающая движение вязкой ньютоновской жидкости. Уравнения Навье — Стокса являются одними из важнейших в гидродинамике и применяются в математическом моделировании многих природных явлений и технических задач. Названы по имени французского физика Анри Навье и британского математика Джорджа Стокса.

В случае несжимаемой жидкости система состоит из двух уравнений:

уравнения движения,

уравнения неразрывности.

В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения.

В векторном виде для несжимаемой жидкости они записываются следующим образом:

где  оператор набла,  векторный оператор Лапласа, t — время, U — коэффициент кинематической вязкости,  — плотност , P — давление,  — векторное поле скоростей,  — векторное поле массовых сил. Неизвестные  являются функциями времени t и координаты ,  — плоская или трёхмерная область, в которой движется жидкость. Обычно в систему уравнений Навье — Стокса добавляют краевые и начальные условия, например:

Иногда в систему уравнений Навье — Стокса дополнительно включают уравнение теплопроводности и уравнение состояния.

При учёте сжимаемости уравнения Навье — Стокса принимают следующий вид:

где  — коэффициент динамической вязкости (сдвиговая вязкость),  «вторая вязкость», или объёмная вязкость,  дельта Кронекера.

Основные свойства системы Навье — Стокса

При превышении числа Рейнольдса некоторой критической величины аналитическое точное решение для пространственного или плоского потока даёт хаотический вид течения (так называемая турбулентность). В частном случае оно связано с теорией Фейгенбаума или другими сценариями перехода к хаосу. При уменьшении числа Рейнольдса ниже критического решение опять дает нехаотический вид течения.

Исключительная чувствительность к изменению коэффициентов уравнения при турбулентном режиме: при изменении числа Re на 0,05 % решения совершенно отличаются друг от друга.

Будучи дополненной уравнениями переноса тепла и переноса массы, а также соответствующих массовых сил, система уравнений Навье — Стокса может описывать конвекцию, термодиффузию в жидкостях, поведение многокомпонентных смесей различных жидкостей и т. п.


02.07.2015; 19:29
хиты: 201
рейтинг:0
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь