Eulerlikningane

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket
Gå til: navigering, søk

Eulerlikningane styrer rørsla til ei kompressibel og ikkje-viskøs væske i væskedynamikken. Likningane er ei enklare form av Navier-Stokeslikningane med null viskositet og varmekonduksjon, men vert vanlegvis skrive slik som her, fordi dei direkte representerer bevaring av masse, rørslemengd og energi. Likningane har fått namn etter Leonhard Euler. I denne artikkelen tenkjer vi oss at den klassiske mekanikken gjeld, sjå relativistiske Eulerlikningar for ein diskusjon av kompressible væsker når farten nærmar seg lysfarten.

På differensial form er likningane:

der er den totale energien per volum ( er den indre energien per masse for væska), er trykket, er farten til væska og tettleiken. Den andre likninga inkluderer divergens av ein binær tensor, og er kanskje klårare i indeksnotasjon:

Merk at likningane over er uttrykt på bevaringsform, sidan denne forma legg vekt på det fysiske opphavet deira (og er den enklaste forma for datasimuleringar av væskedynamikk). Rørslemengdkomponenten i Eulerlikningane vert vanlegvis uttrykt som:

men denne forma skjuler den direkte samanhengen mellom Eulerlikningane og Newton si andre rørslelikning (særleg er det ikkje intuitivt kvifor denne likninga er korrekt og ikkje er korrekt).

I bevaringsvektorform vert Eulerlikningane

der

Denne forma syner at er fluksar.

Likninga over representerer altså bevaring av masse, tre komponentar av rørslemengd, og energi. Det er derimot fem likningar og seks ukjende. For å få ei lukka problemstilling må ein bruke tilstandslikninga, og den mest vanlege forma av denne er den ideelle gasslova (t.d. , der ρ er tettleiken, γ er ein adiabatisk indeks, og e den indre energien).

Det ekstra leddet som har med p kan tolkast som det mekaniske arbeidet som eit væskeelement gjer på væskeelementa rundt. Desse ledda vert summert opp til null i ei inkompressibel væske.

Den meir kjende Bernoullilikninga kan utleiast ved å integrere Eulerlikningane langs ei straumlinje, viss ein set tettleiken til å vere konstant.