Лекции Ивашкин МЖГ
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(2.1) |
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(2.6)
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cos (n,€y ) = ny δSn , |
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cos (n,€z ) = nz δSn , |
|
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(2.8) |
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x xx |
y yx |
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|
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+ n P |
+ n P , |
|
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(2.9) |
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y yy |
z zy |
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P = n P + n P + n P . |
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y yz |
z zz |
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P |
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Pyy |
Pzy |
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(2.10) |
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(2.11) |
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16
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(2.12) |
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(2.12).
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(2.13) |
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|
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|
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|
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|
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|
|
|
|
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|
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|
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|
|
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|
|
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|
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− |
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|
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(2.14) |
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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(2.14), # &
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|
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|
|
|
|
|
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(2.15) |
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|
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∂w |
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+ wy |
∂w |
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∂w |
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∂P |
+ |
∂Pyx |
+ |
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x |
x |
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂t |
|
|
∂x |
|
∂y |
|
|
∂z |
|
∂x |
|
∂y |
|
∂z |
|
|
|
||||||
|
∂w |
|
|
∂w |
|
|
∂w |
|
|
∂w |
|
∂P |
|
∂P |
|
∂P |
|
|
|
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|
+ wx |
|
+ wy |
|
+ wz |
= ρf y + |
+ |
+ |
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(2.16) |
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|
y |
|
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|
y |
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yy |
zy |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂t |
|
|
∂x |
|
∂y |
|
∂z |
|
∂x |
|
∂y |
|
∂z |
|
|
|
|||||||
∂w |
|
|
∂w |
|
|
∂w |
|
|
∂w |
|
∂P |
|
∂Pyz |
|
∂P |
|
|
|
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|
+ wx |
|
+ wy |
|
+ wz |
= ρf z + |
+ |
+ |
|
|
|
|||||||||||||
ρ |
∂t |
z |
∂x |
|
∂y |
|
∂z |
|
|
∂x |
∂y |
∂z . |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
(
(2.15) (∂ Px / ∂x + ∂ Py / ∂y + ∂ Pz / ∂z). ',
(2.16), , ( )
P, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
∂ |
|
|
|
∂ |
|
|
|
∂ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Py |
|
|
|
|
|
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P |
+ |
+ |
P |
= Div P = P . |
|
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|
|
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|
|
|
|
z |
(2.17) |
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|
|
|
∂y |
∂z |
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|
∂x |
|
|
|
) (2.17) &
:
|
|
|
∂ |
|
|
|
∂ |
|
y |
|
∂ a |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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x |
+ |
+ |
z |
. |
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|
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|
|
|
|
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∂x |
∂y |
∂z |
|
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|
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|
|
|
|
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Px, Py, Pz, Div P ;
# div a |
|
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a div a . |
|
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+ (2.17) (2.15) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ |
dw |
|
|
|
|
|
|
= ρf |
+ Div P . |
(2.18) |
||||
|
|
||||||
|
|
dt |
|
( – )
( ) . +
, . .
Pxy = Pyx = Pyz = Pzy = Pzx = Pxz = 0 .
Pnx = Pn nx ; Pny = Pn n y ; Pnz = Pn nz ,
Pnx – & x , n.
( )
Pn = Pn n .
, (2.9), Pxy = Pyx = Pyz = … = 0,
Pxx = Pyy = Pzz = Pn ,
. .
, .
–p. + p
. #
Pn = Pn n = − pn n .
18
' P &
|
− p |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
P |
0 |
− p |
0 |
= − p |
0 |
1 |
0 |
= − pε , |
(2.19) |
|
0 |
0 |
− p |
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ε – & ( # ).
% (2.19)
( ). "
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+ (2.19)
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, |
(2.20) |
Pi j = ηSi j |
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,
, .
( (2.20)
,
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# &. - ,
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+ bε , |
(2.21) |
P = aS |
a b – ; ε – &.
* (2.21)
# &, a
P Ś
# . |
(2.21) |
(2.20), , |
(1.13), a = 2η. |
' a b
P Ś, , ,
& ( . .
).
. , , #
( . . )
. b
& ,
. !
& 2- ,
(Pxx + Pyy + Pzz). "
# &
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& |
& |
|
|
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= div w . |
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S xx |
+ S yy |
+ S zz |
19
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|
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|
b |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
b = b′ (Pxx + Pyy |
+ Pzz )+ b′′ div |
|
+ b′′′, |
|
|||||||||
|
|
w |
|
||||||||||||
b΄, b΄΄, b΄΄΄ |
– , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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, (2.21), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.22) |
||||
|
|
P = 2ηS + [b′ (Pxx + Pyy + Pzz )+ b′′ div w + b′′′] ε. |
|||||||||||||
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' (2.22) – |
|||||||||||||||
ε = 3, |
– , |
|
|||||||||||||
Pxx + Pyy |
+ Pzz = 2ηdiv |
|
+ 3b′ (Pxx |
+ Pyy + Pzz )+ 3b′′ div |
|
+ 3b′′′. |
|
||||||||
w |
w |
|
|||||||||||||
" , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(1 − 3b′) |
(Pxx + Pyy + Pzz ) = (2η + 3b′′) div |
|
+ 3b′′′. |
(2.23) |
|||||||||||
w |
|||||||||||||||
", , |
div w = 0, |
|
|||||||||||||
, , |
|
Pxx + Pyy + Pzz = − 3P0 ,
P0 – .
(2.23)
− 3P0 (1 − 3b′) = 3b′′′.
0
,
b′ = |
1 |
; |
b′′′ = 0. |
|
|||
3 |
|
|
(2.23),
b′′ =
2
3
div w ≠ 0, ,
η.
0, (2.22)
# & :
& |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
P = 2ηS |
+ [ |
3 |
(Pxx + Pyy + Pzz )− |
3 |
ηdiv w ] ε. |
(2.24) |
" (2.24). '
,. + , #
: 1- – ,
# &; 2- – &
# &.
13 (Pxx + Pyy + Pzz ) = − p + η′ div w .
+
P = 2ηS |
− [p + (3 |
η − η′) div w ] ε , |
(2.25) |
||
& |
2 |
|
|
|
|
η' – ## & .
' ,
η' / η
, , , . . . * ( ) η' ≈ 0
.
20
' , div w = (1 / ρ) (dρ / dt)
. "
, . . #,
. -
. ,
& ( ,
), &
.
, (2.25)
(2.18) &, ,–+
:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dw |
|
|
|
|
|
& |
|
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ρ |
dt |
= ρf + Div {2ηS − [P + ( |
3 |
η − η′) div w ] ε}= |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.26) |
||||||
|
|
|
|
|
|
η − η′)div w ]+ 2 Div (ηS), |
||||||||||||
= ρf − grad [P + ( |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Div (ϕε) = grad ϕ.
" (2.26) ,–+
:
dw |
|
|
|
1 |
[ |
( |
|
)] |
|
2 |
|
|
′ |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ρ |
|
|
= ρf − grad p + |
3 |
+ η |
w . |
|||||||||
|
η grad |
div w |
|
|
(2.26 ) |
||||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" (2.26'), ,
, . 1 :
1)f – & ,
;
2)(1 / ρ) grad p – ,
;
3) (1 / 3) (η / ρ) grad (div w) |
|
– |
, |
|
||||
; |
|
|
|
|
|
|
||
4) (1 / ρ) η Div Ś – , |
|
|||||||
. |
|
|
|
|
|
|
||
( ,–+ ( . . 1–2). |
||||||||
1. 3 (η = 0): |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dw |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
ρ |
|
|
|
= ρf |
− grad p . |
(2.27) |
||
|
|
|||||||
dt |
|
|
|
|
|
|
- – .
2.3 , &, ,
:
w |
∂wx |
+ |
1 |
|
∂P |
= 0. |
(2.28) |
|
|
|
|||||
x |
∂x ρ |
|
∂x |
|
|||
|
|
|
- – ! ## & #. ' #
:
|
w2 |
+ |
P |
= const . |
(2.29) |
|
2 |
ρ |
|||||
|
|
|
||||
( ,–+ |
|
(div w = 0) . *
21
. ,:
( ");
, ,
( .). "
, #– $ ,
.
, , # :
%
& (& )
. , ,
,
#
:
d |
∫ |
ρ |
w2 |
dv = |
∫ |
|
|
|
|
|
∫ |
|
|
|
|
∫ |
|
|
|
ρ f |
|
|
dv + |
P |
|
|
dS + |
N dv , |
(2.30) |
||||||||||
w |
w |
||||||||||||||||||
dt |
|
||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
n |
in |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
V |
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
V |
|
|
Nin – .
" , (2.11) # $ —
, :
∫ |
|
|
|
|
∫ |
|
|
|
|
|
∫ |
|
|
n |
∫ |
|
n |
|
∫ |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
P |
w |
dS = |
|
( |
n |
P) |
w |
dS = |
|
n |
(Pw |
) dS = |
|
(Pw |
) |
dS = |
|
div (Pw |
) dV . |
|
S |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
S |
|
|
|
V |
|
|
" (2.30)
, %
## & #:
ρ |
d |
|
w2 |
|
|
|
|
+ div (Pw |
) + N |
|
|
|
|
|
= ρf |
|
|
|
. |
(2.31) |
|||||||
|
w |
in |
|||||||||||
|
|
ρdw w ≡ ρf w + w Div P , dt
(2.18)
w. "
:
Nin = |
|
Div P − div (Pw |
). |
(2.32) |
w |
% (2.32):
div (Pw ) = (Pw ) = w P + P ( w ) = w Div P + P ( w ).
22