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尤拉平衡微分方程推導過程

心理1.42W
尤拉平衡微分方程推導過程

取流體微元,建立直角座標系。

考慮x軸,設微元內部中心壓力為p,根據尤拉法,知p=p(x,y,z,t)

在x軸上假設t不變,y,z的相對位置也不變可以找到微元邊界有px=p(x)=p+(∂p/∂x)dx+(∂p/∂x)^2/(2!)dx^2+...

假設px為線性,則為px=p+(∂p/∂x)dx(x取向右為z正)

故微元左側p左=p-(∂p/∂x)dx/2,p右=p+(∂p/∂x)dx/2

微元x軸總受力=(p右-p左)dydz=(∂p/∂x)dxdydz

在y,z軸同理

故有ρRdxdydz=∇pdxdydz(R為流體單位面積受力,∇p為∂p/∂x+∂p/∂y+∂p/∂z)

即ρR=∇p(尤拉公式

取泰勒級數的第一項,是取流體在所取微元內的變化量的近似值。