J. Szantyr Wykład 11 Równanie Naviera-Stokesa

Podobne dokumenty
Wybrane zagadnienia z Mechaniki Płynów

TEORIA SPRĘŻYSTOŚCI 10

J. Szantyr - Wykład 7 Ruch ogólny elementu płynu

Guanajuato, Mexico, August 2015

DODATEK 6. Pole elektryczne nieskończenie długiego walca z równomiernie rozłożonym w nim ładunkiem objętościowym. Φ = = = = = π

Dynamika punktu materialnego

Pola siłowe i ich charakterystyka

J. Szantyr - Wykład 4 Napór hydrostatyczny Napór hydrostatyczny na ściany płaskie

23. CAŁKA POWIERZCHNIOWA NIEZORIENTOWANA

PRAWA ZACHOWANIA Prawa zachowania najbardziej fundamentalne prawa:

Cieplne Maszyny Przepływowe. Temat 8 Ogólny opis konstrukcji promieniowych maszyn wirnikowych. Część I Podstawy teorii Cieplnych Maszyn Przepływowych.

Coba, Mexico, August 2015

WYKŁAD 14 PROSTOPADŁA FALA UDERZENIOWA

J. Szantyr Wykład nr 25 Przepływy w przewodach zamkniętych I

Pręty silnie zakrzywione 1

Podstawy wytrzymałości materiałów

V - objętość pewnej masy płynu (objętość płynna) otoczona powierzchnią S, która jest nieprzenikliwa dla elementów płynu

J. Szantyr Wykład nr 27 Przepływy w kanałach otwartych I

W przypadku przepływu potencjalnego y u z. nieściśliwego równanie zachowania masy przekształca się w równanie Laplace a: = + + t

[ ] ρ m. Wykłady z Hydrauliki - dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD WPROWADZENIE 1.1. Definicje wstępne

Przepływy laminarne - zadania

Modelowanie i obliczenia techniczne. Modelowanie matematyczne Metody modelowania

Aerodynamika I Efekty lepkie w przepływach ściśliwych.

cz.2 Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321

elektrostatyka ver

KINEMATYKA. Pojęcia podstawowe

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

Rozważa się dwa typy odwzorowań: 1. Parametryzacja prosta

Algebra z geometrią 2012/2013

Aerodynamika i mechanika lotu

Elementarne przepływy potencjalne (ciąg dalszy)

Wyznaczanie profilu prędkości płynu w rurociągu o przekroju kołowym

Środek ciężkości bryły jednorodnej

POTENCJALNE POLE SIŁ. ,F z 2 V. x = x y, F y. , F x z F z. y F y

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

MECHANIKA PŁYNÓW. Materiały pomocnicze do wykładów. opracował: prof. nzw. dr hab. inż. Wiesław Grzesikiewicz

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

Metodyka obliczenia natężenia przepływu za pomocą anemometru skrzydełkowego.

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

Powłoki osiowosymetryczne

Przepływ płynów i gazów

Przestrzeń liniowa R n.

J. Szantyr Wykład nr 16 Przepływy w przewodach zamkniętych

Elektrostatyka. + (proton) - (elektron)

dr inż. Zbigniew Szklarski

= ± Ne N - liczba całkowita.

Mechanika płynp. Wykład 9 14-I Wrocław University of Technology

Rozdział 9. Baza Jordana

Fale skrętne w pręcie

Maria Dems. T. Koter, E. Jezierski, W. Paszek

G:\AA_Wyklad 2000\FIN\DOC\Fale wodnem.doc. Drgania i fale III rok Fizyki BC. Model: - długi kanał o prostokątnym przekroju i głębokości h,

PŁYN Y RZECZYWISTE Przepływy rzeczywiste różnią się od przepływów idealnych obecnością tarcia (lepkości): przepływy laminarne/warstwowe - różnią się

Równania Maxwella i równanie falowe

,..., u x n. , 2 u x 2 1

przepływ Hagena-Poseuille a 22 października 2013 Hydrodynamika równanie Naviera-Stokesa przepły

magnetyzm cd. ver

Podstawy fizyki wykład 5

J. Szantyr - Wykład 3 Równowaga płynu

Granica i ciągłość funkcji. 1 Granica funkcji rzeczywistej jednej zmiennej rzeczywsitej

Czarnodziurowy Wszechświat a ziemska grawitacja

Fizyka dla Informatyków Wykład 8 Mechanika cieczy i gazów

25. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE PIERWSZEGO RZĘDU. y +y tgx=sinx

FIZYKA. Wstęp cz.2. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Granica i ciągłość funkcji. 1 Granica funkcji rzeczywistej jednej zmiennej rzeczywistej

Statyka płynów - zadania

dr inż. Zbigniew Szklarski

ANALIZA KONSTRUKCJI POWŁOKOWEJ. CIENKOŚCIENNY ZBIORNIK CIŚNIENIOWY

Równania różniczkowe

Aerodynamika i mechanika lotu

Atom wodoru eV. Seria Lymana. od 91 nm to 122 nm. n = 2, 3,... Seria Paschena n = 4, 5,... n = 5, 6,... Seria Bracketta.

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały

Pochodna kierunkowa i gradient Równania parametryczne prostej przechodzącej przez punkt i skierowanej wzdłuż jednostkowego wektora mają postać:

Aerodynamika I. wykład 2: 2: Skośne fale uderzeniowe iifale rozrzedzeniowe. POLITECHNIKA WARSZAWSKA - wydz. Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa

Mechanika płynów. Wykład 9. Wrocław University of Technology

11. DYNAMIKA RUCHU DRGAJĄCEGO

Kinematyka odwrotna:

Pochodna funkcji wykład 5

[ ] D r ( ) ( ) ( ) POLE ELEKTRYCZNE

Siła tarcia. Tarcie jest zawsze przeciwnie skierowane do kierunku ruchu (do prędkości). R. D. Knight, Physics for scientists and engineers

VIII. ZBIÓR PRZYKŁADOWYCH ZADAŃ MATURALNYCH

Fy=Fsinα NAPÓR CIECZY NA ŚCIANY PŁASKIE

A - przepływ laminarny, B - przepływ burzliwy.

KATEDRA FIZYKOCHEMII I TECHNOLOGII POLIMERÓW LABORATORIUM Z FIZYKI. Wyznaczanie bezwzględnego współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa.

dr inż. Zbigniew Szklarski

ENERGIA SPRĘŻYSTA 1 1. BILANS ENERGETYCZNY 2. RÓWNANIE STANU, POTENCJAŁ SIŁ WEWNĘTRZNYCH

Podstawy elektrotechniki

Mechanika Płynów Wymiana ciepła, masy i pędu w procesach metalurgicznych i odlewniczych

Aerodynamika I. wykład 3: Ściśliwy opływ profilu. POLITECHNIKA WARSZAWSKA - wydz. Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa A E R O D Y N A M I K A I

Kinematyka płynów - zadania

>> ω z, (4.122) Przybliżona teoria żyroskopu

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

dn dt C= d ( pv ) = d dt dt (nrt )= kt Przepływ gazu Pompowanie przez przewód o przewodności G zbiornik przewód pompa C A , p 1 , S , p 2 , S E C B

Wykład 3. Entropia i potencjały termodynamiczne

2.1. ZGINANIE POPRZECZNE

lim = 0, gdzie d n oznacza najdłuższą przekątną prostokątów

Ruch po równi pochyłej

PRAWIDŁOWE ODPOWIEDZI I PUNKTACJA

Zasady zachowania, równanie Naviera-Stokesa. Mariusz Adamski

Elektrostatyka, cz. 1

Transkrypt:

J. Sant Wkład Równanie Naviea-Stokesa Podstawienie ależności wnikającch model łn Newtona do ównania achowania ęd daje ównanie nane jako ównanie Naviea-Stokesa. Geoge Stokes 89 903 Clade Navie 785-836 Naviea-Stokesa. w v div f D λ ρ ρ W fomie skalanej ma ono ostać tech ównań: w v div v v f Dv λ ρ ρ div w w v w f Dw λ ρ ρ

W fomie wektoowej ównanie Naviea Stokesa ma ostać: D ρ ρf gad gad A B C D E A ędkość mian ęd element łn B- siła masowa C- siła owiechniowa ciśnienia ( λdiv ) div( [ D] ) D siła owiechniowa wiąana lekością łn, wnikająca e mian objętości element łn ściśliwego (komesji lb eksansji) E- siła owiechniowa wiąana lekością łn, wnikająca defomacji liniowej i ostaciowej element łn

W łnie nieściśliwm ównanie Naviea Stokesa asca się do ostaci: D ρ ρf gad div( [ D] ) Jeżeli dodatkowo ałożm, że lekość łn jest stała,to mam: D ρ ρf gad Dalsm możliwm osceniem jest ałożenie o bak lekości łn, któe owadi do ównania Elea, oisjącego ch łn nielekiego i nieściśliwego: D ρ ρf gad Leonhad Ele 707-783 Równanie Naviea Stokesa może bć owiąane analitcnie tlko dla niewiel osconch adków. Wbane kład oisano niżej.

Pkład owiąań analitcnch ównania Naviea Stokesa dla ostch ełwów Założenie: oatjem ełw jednokienkow, tn. taki w któm vw0 cli wekto ędkości są ównoległe do siebie w każdm nkcie ola. Jeżeli łn jest nieściśliw to ównania achowania mas mam: 0 cli: (,, t ) Wted ównanie Naviea Stokesa asca się do ostaci: ρ t Ponieważ lewa stona nie ależ od, a onadto mam: 0 to: (, t) d f ( t) cli: d d d

Pkład : Ustalon laminan ełw omięd dwoma nieskońconmi ównoległmi łtami (ełw Poiseille a) Dane: const Wanki begowe: 0 dla h Rowiąanie Równanie Naviea Stokesa biea ostać: Po dwkotnm scałkowani otmjem: ( ) C C 0 dla -h d d

Stałe całkowania wnacam wanków begowch, co owadi do owiąania: ( ) ( h ) Objętościowe natężenie ełw można wnacć nastęjąco: Komenta: Q ds h ( ) d h 3 S h -ofil ędkości ma kstałt aabolicn maksimm dla 0, -im więks gadient ciśnienia tm więksa ędkość maksmalna i więkse natężenie ełw, -im więksa lekość tm mniejsa ędkość maksmalna i mniejse natężenie ełw. 3

Pkład : Ustalon laminan ełw e ę o stałm ekoj kołowm stawiona oiomo (adek α0) Dane: const Wanki begowe: ( R) 0 (0) < Rowiąanie Stosjem walcow kład wsółędnch, w któm lalasjan ędkości ma ostać: d d d d

Równanie Naviea Stokesa ma ostać: d d d d Dwkotne całkowanie wględem daje kolejno: C d d ln C C Stałe całkowania można wnacć wanków begowch: C 0 R C Co ostatecnie owadi do: ( ) ( ) R ( ) ( ) R R R d R d Q 0 0 8 π π π

Komenta: oównanie do kład ałożeni hr owadi do wniosk, że tm samm gadiencie ciśnienia maksmalna ędkość ełw i objętościowe natężenie ełw w e są mniejse. Wnika to badiej intenswnego hamowania ełw w e e naężenia lekościowe. Padek nachlonej od kątem α do oiom W tm adk ównanie Naviea Stokesa msi wględniać składową sił masowej gawitacji diałającą w kienk ełw: d d g sinα d d ν Ponieważ gadient ciśnienia i składowa sił masowej odobnie oddiałwją na ełw można wowadić sadek hdalicn J: J sinα ρg

Wted owiąanie ma ostać: gj ( ) ( R ) πgj Q R ν 8ν Scególn adek: a skieowana ionowo W tm adk mam: J gl Ciśnienie na wlocie do : ρ b ρ gh Ciśnienie na wlocie : b Cli: ρgh Po odstawieni otmjem: πgr H Q 8ν L Dięki łatwości omia Q można ten wó żć do okeślenia wsółcnnika lekości kinematcnej ν

Pkład 3: Pełw w kanale otwatm d d d d Z wank begowego (): d d wanki begowe: d d 0 C h C dla: h () 0 dla 0 () Rowiąanie h co owadi do:

o kolejnm całkowani otmjem: h C C 0 wank begowego (), co ostatecnie owadi do: ( h) natomiast objętościowe natężenie ełw wnosi: Q h 0 ( h) d 3 h 3 Uwaga: oównwani wników skanch dla ełw w kanale otwatm tmi dla ełw Poiseille należ wiąć od wagę óżnice w jętm kładie wsółędnch.