Jonathan Osbourne.

博士学位。马里兰大学
发布的作者

乔纳森是公布作者,最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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连续性方程式

Jonathan Osbourne.
Jonathan Osbourne.

博士学位。马里兰大学
发布的作者

乔纳森是公布作者,最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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连续性方程式处理流体流过的通道横截面区域的变化。层流是流体的流动,不依赖于时间,理想的流体流动。公式连续性方程式密度1 x区域1 x卷1 =密度2 x面积2卷2

让我们讨论连续性方程,连续性方程而不是与流体静止时发生的事情相关的是与发生的事情相关的事情实际上与流体移动时发生的事情。我们有流体流动,现在我们将对被称为层流的东西感兴趣。层流是标准类型的良好理想流体流动,每个人都喜欢处理,而不是这种汹涌的流动,这有点疯狂,我们需要计算机处理。因此,层流是一种流体流量,不依赖于某种意义上的时间。所以你能做的就是你可以想到一条溪流,你有一艘船,你乘坐那条船,你把它放在溪流的某个地方,你看着发生的事情。现在一小时后,您拍摄了一艘相同的船,如果它与其完全相同的东西,那么将它放在流中的相同位置,然后这意味着流中的流是层流。

好的,让我们想象我们已经通过改变其横截面积的管道进行了流体的层流。所以我们就像一个瓶脖子?所以这里它与大横截面积有大横截面区域,现在它进入了这个小横断面积,我想知道这两个速度之间的关系是什么?嗯,连续性方程告诉我们,区域和速度的产品必须是恒定的。好的,这种形式的连续性等式仅在流体不可压缩时有效,这意味着它具有恒定的密度,并且在这种情况下,大面积等于小速度。现在这基本上是因为如果AV等于常量,那么我将倍增到这个区域,然后我有一个倍数。但我必须在某处吸收那个因素,因为速度是不变的。因此,如果我的地区有两倍的地区,那么只有大量的两倍只有一半的速度。

正确的大面积小速度好吧让我们来看看为什么这是这种情况。让我们考虑一下时间δT,在这个奇怪的管道上发生了什么?好吧,所以当时Δt在大横截面积的左侧的液体上的流体将达到距离v1倍δt,并且它得到了这个横断面区域a1。在同一时间段间,在小横截面区域件中的流体将达到距离V2倍ΔT。现在的想法是,在Delta T进去之后,这片液体中的液体总质量没有改变,我把这件件推入这件作品之后。这片局之间的整个件没有改变就像之前一样。因此,这意味着与之相关的质量必须与与此相关联的质量相同。好的井质量是密度的量,所以它的密度乘数量是A1V1δT密度乘以这里的体积在这里的体积是A2V2三角洲T会抵消ΔT,并为我们提供连续性方程的一般形式,密度乘以面积时间速度是恒定的。如果密度本身是恒定的,则使用该不可压缩,则密度将取消,我们将具有连续性方程。

好吧,现在让我们想到一些具体的例子,其中可以提出连续性方程,我们实际上可以看到发生了什么。我所知道的一个最好的例子与水从一面的水中出来,好吧,因为水从面部出来,基本上从顶部开始略低,可能会移动一点点,你知道我的意思是不是真正的快速移动我不是在转动它,然后它速度升起。因此,这意味着我的速度变大,但速度应该是恒定的。因此,如果速度变得更大,该区域将要较小。因此,这意味着你会看到水的柱子像那样,我不知道你是否真的很谨慎地看着水面出来,但你会看到这种影响。这就是直接来自这种连续性方程。

现在另一个情况,注意到我们在这里说的这篇瓶颈,我们说大面积等于小的速度,小面积等于大速度。任何在交通中推动的人都知道交通中的情况并非如此。你得到一个瓶脖子,区域速度下降。发生什么了?连续性方程不是有任何意义吗?问题是,当你在交通中有一个瓶颈时,密度越来越多,因为汽车更接近,那些汽车必须进入并实际合并,并在那个小横截面区域。所以,如果我们以更一般的形式浏览,我们看到密度上升,向上。该地区落后了一些,但它实际上没有足够的措施来弥补密度的增加,这意味着速度也必须下降。因此,这是交通问题的情况,那些是连续性方程的一些例子。

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