Главная > Введение в динамику жидкости
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Применение уравнения количества движения в интегральной форме

Хотя в большинстве задач механики жидкости требуется использовать уравнения движения в дифференциальной форме (3.2.2) или в некоторой ее разновидности, существует несколько важных случаев, когда это уравнение в интегральной форме для количества движения в определенной области жидкости сразу позволяет получить нужную информацию. Бели использование интегральной формы для уравнения количества движения позволяет достичь цели, а обычно это делается легко и быстро, то его следует предпочесть дифференциальному уравнению движения. На практике более удобно рассматривать количество движения жидкости, содержащейся внутри неподвижной в пространстве поверхности А, чем количество движения массы жидкости, поэтому получим уравнение количества движения в интегральной форме для жидкого объема, которое так же отличается от уравнения (3.2.1), как (3.1.15) отличается от (3.1.13), а именно,

где оба интеграла берутся по объему V, ограниченному поверхностью А.

Обычные условия, при которых это уравнение количества движения полезно, состоят в том, чтобы все члены в нем можно было написать в виде интегралов по граничной поверхности А, поскольку тогда подробности движения внутри области, ограниченной поверхностью А, не имеют значения. Вклад массовых сил можно представить в виде поверхностного интеграла, когда можно записать как градиент скалярной величины; это возможно, если плотность однородна и массовая сила на единицу массы потенциальна; в этом случае

где функция потенциальная энергия единицы массы. Остающийся интеграл по объему в левой части уравнения (3.2.3), который обычно мешает применению интегральной формы уравнения, обращается в нуль в важном частном случае установившегося движения. В этом специальном случае уравнение (3.2.3) можно записать в виде

представляющем собой запись в аналитической форме того факта, что конвективный поток количества движения из области, ограниченной поверхностью А, равен сумме результирующей поверхностных сил, приложенных к границе области со стороны окружающей ее среды, и результирующей сил на границе, эквивалентных массовой силе.

Уравнение (3.2.4) для установившегося движения часто называется теоремой количества движения (или уравнением импульсов), а граничная поверхность А, которая может быть выбрана произвольно, называется контрольной поверхностью. Примеры использования теоремы количества движения будут приведены в последующих главах, и они проиллюстрируют тот факт, что, хотя основной смысл этой теоремы достаточно очевиден, подходящий выбор контрольной поверхности может привести к удивительно сильным результатам, которые другим путем было бы трудно получить. Поля течения частного вида, к которым эта теорема применяется в § 5.15, существенным образом зависят от сил вязкости; в § 6.3 рассматриваются близкие к безвихревым поля течения несжимаемой жидкости, в которой силы вязкости пренебрежимо малы.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru