Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В гидродинамике , в рамках механики сплошных сред , частицы жидкости представляют собой очень небольшое количество жидкости, идентифицируемое на протяжении всей ее динамической истории при движении с потоком жидкости . [1] По мере движения масса жидкой частицы остается постоянной, в то время как в сжимаемом потоке ее объем может изменяться. [2] [3] И его форма изменяется из-за искажения потоком. [1] В несжимаемом потоке объем жидкой частицы также является постоянным ( изохорный поток ).

Эта математическая концепция тесно связана с описанием движения жидкости - ее кинематики и динамики - в лагранжевой системе отсчета . В этой системе отсчета жидкие участки помечаются и отслеживаются в пространстве и времени. Но и в эйлеровом системе отсчета понятие посылок жидкости может быть полезным, например , при определении материальных производных , упрощает, streaklines и pathlines ; или для определения дрейфа Стокса . [1]

Частицы жидкости, используемые в механике сплошных сред, следует отличать от микроскопических частиц (молекул и атомов) в физике . Частицы жидкости описывают среднюю скорость и другие свойства частиц жидкости, усредненные по масштабу длины, который велик по сравнению со средней длиной свободного пробега , но мал по сравнению с типичными масштабами длины рассматриваемого конкретного потока. Это требует, чтобы число Кнудсена было небольшим, что также является предпосылкой для верности гипотезы континуума. [2] [4] [5]Далее отметим, что в отличие от математической концепции частицы жидкости, которую можно однозначно идентифицировать - а также исключительно отличить от ее непосредственных соседних частей - в реальной жидкости такая посылка не всегда будет состоять из одних и тех же частиц. Молекулярная диффузия будет медленно изменять свойства посылки. [2] [4]

Для воздушного потока соответствующий термин - воздушная посылка . Другое название жидкой посылки - материальный элемент жидкости. [1] [2] Соответственно, также могут быть введены понятия материальной линии и материальной поверхности , всегда состоящих из одних и тех же материальных элементов и движущихся вместе с потоком жидкости. [1] Еще одно название жидкой посылки - это элемент жидкости . [4]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ a b c d e Batchelor (1973) , стр. 71–72
  2. ^ a b c d Гилл (1982) , стр. 63–64
  3. Перейти ↑ Bennett (2006) , pp. 25
  4. ^ a b c Томпсон (2006) , стр. 1-2
  5. ↑ Batchelor (1973) , стр. 4–6

Библиография [ править ]

  • Бэтчелор, Джордж К. (1973). Введение в гидродинамику . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-09817-5.
  • Гилл, Адриан Э. (1982). Динамика атмосферы и океана . Нью-Йорк: Academic Press. ISBN 978-0-12-283522-3.
  • Томпсон, Майкл (2006). Введение в астрофизическую гидродинамику . Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-615-8.
  • Беннетт, Эндрю (2006). Лагранжева гидродинамика . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-85310-1.
  • Бадин, G .; Кришиани, Ф. (2018). Вариационная формулировка гидродинамики и геофизической гидродинамики - механика, симметрии и законы сохранения - . Springer. п. 218. DOI : 10.1007 / 978-3-319-59695-2 . ISBN 978-3-319-59694-5. S2CID  125902566 .