Гидродинамика. Мазо А.Б - 118 стр.

UptoLike

Составители: 

- 118 -
223
j
k
ϕ
∇= +
.
Тогда единичный вектор нормали в точке P есть
232nj k=+
. Вектор
напряжения на площадке, перпендикулярной к n
в точке P , равен
65 0
05/2
50231/2 3
023 0 32 3
⎛⎞
⎛⎞
⎜⎟
⎜⎟
=
⎜⎟
⎜⎟
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
⎝⎠
.
Решение задачи 4.1
. Для определения функции давления следует
записать уравнения Навье-Стокса для соответствующей модели сплошной
среды
1
,
1
,
0.
uuu p
uv u
txy x
vvv p
uv v
txy y
uv
xy
ν
ρ
ν
ρ
∂∂
++= +Δ
∂∂
∂∂
++= +Δ
∂∂
∂∂
+=
∂∂
Последнее уравнение, являющееся выражением закона неразрывности для
несжимаемой жидкости выполняется автоматически для заданного поля
скоростей. Два первых уравнения перепишутся в виде
4,
4,
p
x
x
p
y
y
ρ
ρ
=−
=−
откуда можно записать выражение полного дифференциала давления
(
22 2dp x dx y dy
ρ
=− + .
Из последнего выражения найдем функцию давления
(
(
22
,2 constpxy x y
ρ
=− + + .
Решение задачи 5.1
. Уравнение неразрывности для несжимаемой
жидкости имеет вид div 0u =
или 0
ii
ux
∂=. В данном случае
                               ∇ϕ = 2 j + 2 3 k .

Тогда единичный вектор нормали в точке P есть n = j 2 + 3 k 2 . Вектор
напряжения на площадке, перпендикулярной к n в точке P , равен
                     ⎛6  5   0 ⎞⎛ 0 ⎞ ⎛ 5/ 2 ⎞
                     ⎜          ⎟⎜      ⎟ ⎜     ⎟
                     ⎜5  0  2 3 ⎟⎜ 1/ 2 ⎟ = ⎜ 3 ⎟ .
                     ⎜          ⎟⎜
                     ⎝0 2 3  0 ⎠ ⎝ 3 2 ⎟⎠ ⎜⎝ 3 ⎟⎠
        Решение задачи 4.1. Для определения функции давления следует
записать уравнения Навье-Стокса для соответствующей модели сплошной
среды
                      ∂u   ∂u    ∂u    1 ∂p
                         +u +v      =−      + νΔu,
                      ∂t   ∂x    ∂y    ρ ∂x
                      ∂v   ∂v    ∂v    1 ∂p
                         +u +v = −          + νΔv,
                      ∂t   ∂x    ∂y    ρ ∂y
                      ∂u ∂v
                         +  = 0.
                      ∂x ∂y
Последнее уравнение, являющееся выражением закона неразрывности для
несжимаемой жидкости выполняется автоматически для заданного поля
скоростей. Два первых уравнения перепишутся в виде
                                   ∂p
                                      = − 4 ρ x,
                                   ∂x
                                   ∂p
                                      = − 4 ρ y,
                                   ∂y
откуда можно записать выражение полного дифференциала давления
                          dp = − 2 ρ ( 2 x dx + 2 y dy ) .
Из последнего выражения найдем функцию давления
                       p ( x, y ) = − 2 ρ ( x 2 + y 2 ) + const .

        Решение задачи 5.1. Уравнение неразрывности для несжимаемой
жидкости имеет вид div u = 0 или ∂ ui ∂ xi = 0 . В данном случае




- 118 -