Специальный курс "Математические модели в гидродинамике". Глушко А.В - 30 стр.

UptoLike

Составители: 

30
()
2211
21221111222222223333111111112222113333
1
22
yy
x
BeBeBeBeBeBe
ττ
τ
==++−=
()()
()
1122331122331122
1
22
2
eeeeeeee
λµλλµλλλµµ
=++++=−+ . (H)
Из (G) и (H) в силу произвольности
e
и
22
e
:
2121
.
B
µ
=
Таким образом:
(
)
(
)
2;;
kkkkkkjjkjkjkjjk
BBkjBBkj
µλλµ
=+===≠
.
Следовательно
1111223311223311
2211223311223322
3311223311223333
211212211221
(2)()2;
(2)()2;
(2)()2;
22,
eeeeeee
eeeeeee
eeeeeee
eeee
τµλλλλµ
τλµλλλµ
τλλµλλµ
ττµµµµ
=+++=+++
=+++=+++
=+++=+++
==+==
,
аналогично 2,
kjkj
ekj
τµ
=≠
.
Вспомним представления элементов
kj
e
тензора скоростей деформаций
1
2
j
k
kj
jk
v
v
e
xx


=+




∂∂


, имеем закон Навье Стокса для изотропной жидкости:
div2,1,2,3.
k
kk
k
v
vk
x
τλµ
=+=
r
,;,1,3.
j
k
kj
jk
V
V
kjkj
xx
τµ

=+≠=


∂∂

Закон Навье-Стокса для изотропной среды с учетом вязкости позволяет
записать (27) в виде
div2,1,2,3;
ii
i
i
v
ppvi
x
λµ
=++=
r
,;,1,3.
j
kj
k
jk
v
v
pkjkj
xx
µ

=+≠=


∂∂

(28)
С учетом соотношений (28) выражение
123
123
ppp
xxx
∂∂
++
∂∂
,
фигурирующее в уравнениях (19) возможно преобразовать следующим
образом
                                            30


           τy 22 −τy11 1
    τx 21 =           = ( B2211e11 +B2222 e22 +B2233 e33 −B1111e11 −B1122 e22 −B1133 e33 ) =
                 2     2
     1
  = (λe11 +(2µ +λ )e22 +λe33 −( 2µ +λ )e11 −λe22 −λe33 ) =−µe11 +µe22 . (H)
     2
Из (G) и (H) в силу произвольности e11 и e22 : B2121 =µ .
Таким образом: Bkkkk =2 µ +λ; Bkkjj =λ           (k ≠ j )   ; Bkjkj =Bkjjk =µ (k ≠ j ) .
Следовательно
τ11 =(2µ +λ )e11 +λe22 +λe33 =λ (e11 +e22 +e33 ) +2µe11 ;
τ22 =λe11 +(2µ +λ)e22 +λe33 =λ (e11 +e22 +e33 ) +2µe22 ;
                                                                    ,
τ33 =λe11 +λe22 +(2µ +λ)e33 =λ (e11 +e22 +e33 ) +2µe33 ;
τ21 =τ12 =µe12 +µe21 =2µe12 =2µe21 ,
    аналогично τkj =2 µekj , k ≠ j .
         Вспомним представления элементов ekj тензора скоростей деформаций
�      1 � ∂vk ∂v� j �
� ekj = ��        + � � , имеем закон Навье – Стокса для изотропной жидкости:
 �
   �   2   � ∂x j  ∂xk�� ��
                    r       ∂v
       τkk =λ div v +2 µ k , k =1,2,3.
                            ∂xk
            � ∂Vk ∂V� j
     τkj =µ �       +       , k ≠ j ; k , j =1,3 .
              � ∂x j ∂xk��
               �          �
     Закон Навье-Стокса для изотропной среды с учетом вязкости позволяет
записать (27) в виде
                    r     ∂v                      � ∂vk ∂v� j
    p ii =−p +λ div v +2 µ i , i =1, 2,3; p kj =µ �        + � , k ≠ j; k , j =1,3. (28)
                          ∂xi                       � ∂x    ∂xk��
                                                     �   j

                                                                           ∂p1 ∂p 2 ∂p 3
         С        учетом     соотношений         (28)   выражение             +    +     ,
                                                                           ∂x1 ∂x2 ∂x3
фигурирующее           в уравнениях (19) возможно преобразовать следующим
образом