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ナビエストークス方程式について

こんばんは! 宿題で 『ナビエストークス方程式を3次元で各成分に展開せよ Du/Dt=-1/ρgradp+ν∇^2u』 という問題がでました。 手書きですが一応式を画像で貼っておきます。 同じような質問があって回答を見たのですが、私にはわかりませんでした。 できればわかりやすく回答よろしくお願いします!

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  • spring135
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回答No.1

要するに速度ベクトルUに対する演算をやればよい。 U=ui+vj+wk (u,v,w)はUのx,y,z方向成分、(i,j,k)はx,y,z方向単位ベクトル DU/Dt=δU/δt+(U・grad)U x成分は Du/Dt=δu/δt+(U・grad)u (U・grad)u=uδu/δx+vδu/δy+wδu/δz gradp=iδp/δx+jδp/δy+kδp/δz x成分は δp/δx ∇^2U=i∇^2u+j∇^2v+k∇^2w x成分は ∇^2u=δ^2u/δx^2+δ^2u/δy^2+δ^2u/δz^2 よって 速度ベクトルUのx成分uに対するナビエストークス方程式は δu/δt+uδu/δx+vδu/δy+wδu/δz =-1/ρδp/δx+ν(δ^2u/δx^2+δ^2u/δy^2+δ^2u/δz^2) y成分vに対するナビエストークス方程式は δv/δt+uδv/δx+vδv/δy+wδv/δz =-1/ρδp/δy+ν(δ^2v/δx^2+δ^2v/δy^2+δ^2v/δz^2) z成分wに対するナビエストークス方程式は δw/δt+uδw/δx+vδw/δy+wδw/δz =-1/ρδp/δz+ν(δ^2w/δx^2+δ^2w/δy^2+δ^2w/δz^2) 極座標(円筒座標、球座標)ではもっと複雑でその導出はとても大変です。 教科書をよく読んでください。

REIKA06
質問者

お礼

詳しい回答ありがとうございました! 助かりました。

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