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流れ関数について

noname#1499の回答

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noname#1499
noname#1499
回答No.1

二次元完全流体であることと、密度が一定だと仮定して解きます。 速度を( u , v )圧力をPと置く。Ψ=4xyおよび流線関数の定義から、( u , v )は、 u = ∂Ψ/∂y = 4x (1) v = - ∂Ψ/∂x = -4y (2) これは同時に連続の式を満たす。 ∂u/∂x + ∂v/∂y = 4 - 4 = 0 二次元完全流体の方程式は、u及びvが時間に依存していないことに注意して、 u∂u/∂x + v∂u/∂y = -1/ρ∂P/∂x (3) u∂v/∂x + v∂v/∂y = -1/ρ∂P/∂y (4) (1),(2)を(3),(4)式に代入して計算してPに関する偏微分方程式として整理すると、 ∂P/∂x = -ρ16x (5) ∂P/∂y = -ρ16y (6) (5)式をxに関して積分して右辺の積分定数をA(y)とする P(x,y)= -ρ8x^2 + A(y) (7) (7)式のPを(6)に入れてA(y)に関する常微分方程式を得る。 dA/dy = -ρ16y 積分して積分定数をCとおくと A(y) = -8ρy^2 + C (8) (8)式を(7)式に入れて圧力関数P(x,y)が求まる。すなわち、 P(x,y) = -8ρ( x^2 + y^2 ) + C (#) (#)より(1,1)と(1/2、2)における圧力差は絶対値をとって、 ΔP = | -8ρ( 1 - 1/4 -4 ) | = 26ρ

morisusu
質問者

お礼

ありがとうございました。よくわかりました。 流体初心者なのに9月に大学院入試で使わなければならずかなり四苦八苦していたので助かりました。

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