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博文

NS方程的基本假设

一、流体是连续的。

二、所有涉及到的场全部是可微的。例如压强,速度,密度,温度等。

NS方程是基于“流体质点”这个概念对流体进行描述的,流体质点的定义为在宏观上无穷小(相对研究问题的规模尺度),而在微观上无穷大(相对于构成分子原子尺度),如溶解在水中的气体是以分子形式游离在水分子之间的,在流体质点尺度下是属于无穷小级别。压强、速度、密度、温度等只有在基于分子尺度时才能显现不连续性,即NS方程研究的尺度为质点,而不是分子原子尺度。可以认为NS方程是对于其大量分子(大到可以忽略个体分子原子的运动不确定性)的一种宏观描述,在这种宏观意义上,NS方程的假设都是成立的。

导出:该方程从质量,动量和能量的守恒基本原理导出。

定义:纳维尔-斯托克斯方程(Navier-Stokes equation)是描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程,简称NS方程。

物理意义:NS方程反映了粘性流体流动的基本力学规律,在流体力学中有十分重要的意义。具体的物理意义为:单位质量流体微团的加速度等于它所受到的体积力,表面上作

  • 泊松比:弹性体在受到外界作用力时会发生纵向伸长(或缩短)时,伴随产生横向相对收缩(或膨胀)。泊松比=横向收缩(膨胀率)/纵向膨胀(收缩率),如果介质坚硬,在同样作用力下,横向应变小,泊松比较小,可小到0.05,而对于软的未胶结的土或流体,泊松比高达0.45-0.5;
  • 体积模量K
  • 物体​在p0的压力体积为V0。若压力增加(P0→P0+dP),则体积减小dV。则有 K=dP/(-dV/V0),K被称为该物体的体积模量(modulus of volume elasticity)。如在弹性范围内,则专称为体积弹性模量。体积模量是一个比较稳定的材料常数。因为在各向均压下材料的体积总是变小的,故K值永为正值,单位Pa。体积模量的倒数称为体积柔量。体积模量K和拉伸模量(或称弹性模量)E、泊松比μ之间有关系:E=3K(1-2μ)。
  • 杨氏模量E:​
  • 杨氏模量(Young's modulus)是描述固体材料抵抗

  

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