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理想流體的歐拉方程

 形貌 2023-08-11 發(fā)布于北京

物體(物質(zhì))的力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律,,當(dāng)然流體也不例外。將牛頓運(yùn)動(dòng)定律運(yùn)用到理想流體(粘度為零的流體)微團(tuán)上,,就可以得到理想流體的運(yùn)動(dòng)方程,,其表達(dá)式為

?其中ρ為密度,p為壓強(qiáng),,u為速度,,t為時(shí)間;f表示質(zhì)量力,,對(duì)于重力場(chǎng)中的一般流體,,f就等于重力加速度。

瑞士數(shù)學(xué)家,、物理學(xué)家歐拉在《流體運(yùn)動(dòng)的一般原理》一書中首先提到這個(gè)方程,,因此上述方程也叫作歐拉方程。再結(jié)合流體的連續(xù)性方程,,就可以對(duì)不考慮熱效應(yīng)的理想流體的運(yùn)動(dòng)求解,。例如,伯努利方程,、帕斯卡原理,、浮力的阿基米德原理等都可以通過上述方式求解推導(dǎo)出來。對(duì)于很多流體運(yùn)動(dòng)問題,,在很薄的邊界層以外的區(qū)域都可以將流體近似看作理想流體,,因此歐拉方程在流體力學(xué)問題中的運(yùn)用非常廣泛,例如可以用它解釋機(jī)翼升力產(chǎn)生的原因。

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