14
Ecua De la Wi Ecuațiile descriu m la mișcar vitezei (f Ecuațiile modela, prin tubu miscarea asemenea la proiec ecuațiile asemenea demonstr singularit Stokes . Ecuațiile Navier-S spațiu și Acest luc particule totuși, pe Mecanica [arată ]L[arată ]M [arată ]M [arată ]O Acest cadru: v ațiile N ikipedia, enc e Navier–St mișcarea flui rea fluidelor fluid Newton e Navier-Sto de exemplu uri, scurgerea a galaxiilor, a folositoare ctarea stațiil lui Maxwe a, aceste ecu reze pentru tăți sau disc e Navier-Sto Stokes este n timp. O dat cru este dife lor. Determi entru vizualiz a mediilor co egi Mecanica sol Mecanica flu Oameni de șt vizualizare discuție Navier ciclopedia lib tokes, numi idelor . Acest r împreună c nian), la care okes sunt fol , mișcarea c a aerului în etc. Ecuații e la proiectar lor de puter ell ele pot f uații sunt stu cazul tridim continuități. okes dau vite numită câmp tă ce este cu erit de ceea inarea vitez zare se trase ontinue lidului uidelor tiință e modificare r -Stok beră ite așa dup te ecuații au cu ipoteza că e se adaugă g losite în foa curenților atm jurul unei ar ile Navier-S rea avioanelo re, la analiz fi folosite la udiate din pu mensional ex Aceasta este eza și nu po pul de vitez noscut câmp ce știm din elor în loc ează traiector kes ă Claude-Lo u luat naștere ă tensiunea f gradientul pr arte multe d mosferici, a ripi de avion Stokes, în fo or și mașinil za poluării a modelarea unct de veder xistența soluț e numită pro oziția unei p ze, care repr pul de viteze mecanica c de poziții ar riile particul ouis Navier e prin aplicar fluidului este resiunii. domenii ale i curenților n, pentru mi ormă comple lor, la studiu mediului în a și studiul re pur matem țiilor, sau da oblema de e particule de rezintă vitez e, se pot obț clasică , unde re mai mult lelor. r și George rea legii a do e proporțion mecanicii fl oceanici, sc ișcarea din in etă sau simp ul curgerii sâ nconjurător, magnetohid matic. Nu s-a acă ele exist existență și n fluid. O so a fluidului î ține și alte m e soluțiile er t sens în me Gabriel St oua a lui Ne nală cu gradi luidelor pen curgerea flui nteriorul ste plificată, sun ângelui prin v etc. Cuplat drodinamicii a reușit încă tă, conțin sa netezime Na oluție a ecua într-un punc mărimi de int rau traiector ecanica fluid tokes , ewton ientul ntru a idelor elelor, nt de vene, te cu i . De să se au nu avier- ațiilor ct din teres. rii ale delor,

Ecuatiile Navier Stokes

  • Upload
    viorel

  • View
    108

  • Download
    8

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Hidraulica Retelelor de Conducte Si Masini Hidraulice

Citation preview

  • EcuaDe la Wi

    Ecuaiiledescriu mla micarvitezei (f

    Ecuaiilemodela, prin tubumiscareaasemeneala proiececuaiile asemeneademonstrsingularitStokes.

    EcuaiileNavier-Sspaiu i Acest lucparticuletotui, pe

    Mecanica

    [arat]Le [arat]M [arat]M [arat]O

    Acest cadru: v

    aiile Nikipedia, enc

    e NavierStmicarea fluirea fluidelorfluid Newton

    e Navier-Stode exemplu

    uri, scurgereaa galaxiilor, a folositoarectarea staiil

    lui Maxwea, aceste ecureze pentru ti sau disc

    e Navier-StoStokes este n

    timp. O datcru este difelor. Determi

    entru vizualiz

    a mediilor co

    egi

    Mecanica sol

    Mecanica flu

    Oameni de tvizualizare discuie

    Navierciclopedia lib

    tokes, numiidelor. Acestr mpreun cnian), la care

    okes sunt fol, micarea ca aerului n etc. Ecuaii

    e la proiectarlor de puterell ele pot fuaii sunt stucazul tridim

    continuiti.

    okes dau vitenumit cmpt ce este cuerit de ceea inarea vitezzare se trase

    ontinue

    lidului

    uidelor

    tiin e modificare

    r-Stokber

    ite aa dupte ecuaii au

    cu ipoteza ce se adaug glosite n foacurenilor atmjurul unei ar

    ile Navier-Srea avioanelore, la analizfi folosite la

    udiate din pumensional ex

    Aceasta este

    eza i nu popul de viteznoscut cmpce tim din elor n loc

    eaz traiector

    kes

    Claude-Lou luat natere tensiunea fgradientul pr

    arte multe dmosferici, aripi de avion

    Stokes, n foor i mainilza polurii a modelarea

    unct de vederxistena solue numit pro

    oziia unei pze, care reprpul de viteze

    mecanica cde poziii arriile particul

    ouis Naviere prin aplicarfluidului esteresiunii.

    domenii ale i curenilor n, pentru miorm complelor, la studiumediului n

    a i studiul re pur matemiilor, sau daoblema de e

    particule de rezint viteze, se pot obclasic, undere mai multlelor.

    r i George rea legii a doe proporion

    mecanicii floceanici, sc

    icarea din inet sau simpul curgerii snconjurtor,

    magnetohidmatic. Nu s-aac ele existexisten i n

    fluid. O soa fluidului ine i alte me soluiile ert sens n me

    Gabriel Stoua a lui Ne

    nal cu gradi

    fluidelor pencurgerea fluinteriorul steplificat, sunngelui prin v

    etc. Cuplatdrodinamiciia reuit nc t, conin sanetezime Na

    oluie a ecuantr-un punc

    mrimi de intrau traiectorecanica fluid

    tokes, ewton ientul

    ntru a idelor elelor, nt de vene, te cu i. De s se

    au nu avier-

    aiilor ct din teres.

    rii ale delor,

  • Cuprins 1 Proprieti

    o 1.1 Neliniaritatea o 1.2 Turbulena o 1.3 Aplicabilitate

    2 Deducere i descriere o 2.1 Acceleraia convectiv

    2.1.1 Interpretat ca (v)v 2.1.2 Interpretat ca v(v)

    o 2.2 Tensiunile o 2.3 Alte fore o 2.4 Alte ecuaii

    3 Fluide incompresibile Newtoniene o 3.1 Coordonate Carteziene o 3.2 Coordonate cilindrice o 3.3 Coordonate sferice o 3.4 Funcia de curent

    4 Fluide Newtoniene compresibile 5 Aplicaii

    o 5.1 Soluii exacte ale ecuaiilor NavierStokes 6 Vezi i 7 Note 8 Referine 9 Legturi externe

    Proprieti Neliniaritatea

    Ecuaiile Navier-Stokes, n cele mai multe situaii, sunt ecuaii cu derivate pariale neliniare. n unele cazuri, precum curgere unidimensional sau fluid Stokes, ecuaiile se pot simplifica i aduse la forma liniar. Neliniaritatea face ca rezolvarea ecuaiilor s fie mult mai dificil, sau chiar imposibil, cum este cazul scurgerii turbulente. Neliniaritatea ntr-un fluid se datoreaz n special acceleraiei convective, indiferent dac scurgerea fluidului este laminar sau turbulent.

    Turbulena

  • Turbulena este comportarea haotic dependent de timp observat n scurgerea fluidelor, i se crede c aceast comportare se datoreaz ineriei fluidului considerat ca un tot. Acolo unde efectele ineriale ale fluidului sunt mici, scurgerea lui tinde spre o scurgere laminar, numrul Reynolds artnd ct de mult este afectat scurgerea fluidului de ineria lui. De asemenea se crede, dar nu se tie cu ceritudine, c ecuaiile Navier-Stokes descriu corect scurgerea turbulent. Rezolvarea numeric a ecuaiilor Navier-Stokes, pentru cazul turbulent, este extrem de dificil, datorit diferenelor semnificative dintre scrile de lucru implicate ntr-o astfel de micare. Astfel, o soluie numeric stabil cere o reea att de fin nct calculul devine imposibil de realizat. ncercarea de a rezolva scurgerea turbulent prin intermediul scurgerii laminare, rezult ntr-o soluie nestaionar n timp i neconvergent. De aceea, n practic, pentru astfel de calcule (CFD), se folosete o ecuaie de mediere a timpului precum ecuaia de mediere Navier-Stokes-Raynolds (RANS), suplimentat cu un model de turbulen, precum modelul k-. O alt tehnic de a rezolva numeric ecuaiile Navier-Stokes este simularea cu vrtejuri (LES), aceasta fiind mai costisitoare dect metoda RANS, dar produce rezultate mai bune, deoarece scrile turbulente mari sunt rezolvate explicit.

    Aplicabilitate

    mpreun cu ecuaia de continuitate (conservarea masei) i formularea corect a condiiilor la limit, ecuaiile Navier-Stokes modeleaz cu acuratee scurgerea fluidului, chiar i a scurgerilor turbulente, dei n medie, pentru a fi n acord cu observaiile reale. Ecuaiile NavierStokes presupun c fluidul studiat este un mediu continuu care nu se mic cu vitez relativist. La scar foarte mic sau n condiii extreme, evident fluidul nu mai poate fi considerat continuu, i soluiile ecuaiilor Navier-Stokes vor fi diferite de cele ale mediilor continue. n aceste cazuri, mult mai apropiate de realitate sunt modelrile statistice sau chiar prin dinamic molecular. Diferenierea dintre un mediu continuu i un mediu discret este dat de numrul Knudsen. n mod uzual, ecuaiile Navier-Stokes sunt scrise pentru fluidele cunoscute sub numele de fluide Newtoniene. Aceste fluide au tensiunile tangeniale dintre dou straturi vecine proporionale cu viteza de deformaie, coeficientul de proporionalitate numindu-se vscozitate. Desigur, exist i fluide care nu au aceast proprietate, ele numindu-se fluide nenewtoniene, fluide la care legile dintre tensiunele tangeniale i viteza de deformaie au forme neliniare.

    Deducere i descriere Articol principal: Deducerea ecuaiilor NavierStokes.

  • Deducereimpulsuluforma ge

    n care, forele exnabla. Dcunoscut

    De multelegea a d

    Partea sti convecsuma tutugradientu

    Acceler

    O caractdependen

    care poatvectorulucoordona

    Interpre

    Termenu

    ea ecuaiilorui), lege scr

    eneral a ecu

    v este vitezxterioare (pe

    De fapt, acet ca ecuaia e ori ecuaia doua a lui Ne

    ng a ecuactive, sau, dauror forelorul de presiun

    raia conveteristic semnt de coord

    te fi interpreui vitez ate, artnd c

    etat ca (vul convectiv

    r NavierStoris pentru uuaiei unui flu

    za fluidului, e unitatea deeast ecuaie

    impulsului C

    se scrise foewton:

    iei reprezintac sunt prezr care action

    ne i tensorul

    ectiv mnificativ a

    onate i inde

    etat ca . Ambele i

    c este int

    )v se scrie ades

    okes ncepe pun volum deuid n mica

    densitatee volum) care este aplicCauchy.

    losind deriv

    t acceleraizente, efectuneaz asupral tensiunilor

    a ecuaiei Nependent de

    sau cinterpretri terpretat ca o

    sea sub form

    prin aplicaree control arbare este:[1]

    ea, p presiure acioneaz

    cabil oricr

    vata substan

    a, i poate fiul coordonatea volumului .

    Navier-Stokee timp, repre

    ca dau acelai

    o derivat co

    ma:

    ea legii a doubitrar. ntr-un

    nea, tensoz asupra flurui mediu c

    ial, fcnd-

    fi compus delor neineride control,

    es este prezeezentat de c

    , n care i rezultat, iovariant.[2]

    ua a lui Newn sistem de

    orul tensiunuidului, iar continuu ne

    -o mult mai

    din efecte depale. Partea dprecum for

    ena accelercantitatea nel

    este derindependent

    wton (conservreferin ine

    nilor, f repreeste opera

    erelativist i

    asemntoa

    pendente dedreapt reprera gravitaio

    raiei convecliniar:

    ivata tensoride sistemu

    varea erial,

    ezint atorul este

    are cu

    timp ezint onal,

    ctive,

    ial a ul de

  • n care sdeoarece

    Interpre

    Aici componeajutorul d

    Aceast vorticitat

    Dar, indneliniaritfluidelor,luat n co

    Tensiun

    Efectul tforelor dderiv dila supratensiunilonumai eftensiunilo

    unde egradientupresiune

    Termeniifi folositun modeconstitut

    se folosete este mai sim

    etat ca v(este deriv

    entele gradiederivatei ten

    form este fte, este egal

    diferent n ctate asupra c, cu excepionsideraie n

    nile

    tensiunii ntde suprafa,in partea izoafaa volumor, care convfectul de forfor este dat d

    ste matriceaul presiunii, ridicat ctr

    i p i nu sue pentru rezl care s cuptiv. n aces

    operatorul mpl dect c

    v) vata tensoraentului pe censoriale, i an

    folosit n scu zero, adic

    ce fel de flcurgerii fluidia curgerilorn curgerile le

    tr-un fluid e, similari cu

    otropic a tenmului de luc

    venional defecare. Astfe

    de ecuaia:[5]

    a identitate nu i presiu

    re presiune s

    unt cunoscuzolvarea probpleze tensiunst scop, s-au

    advectiv ea n termen

    al a vectoele trei direcnume, direct

    special n cuc luid este tradului. Acceler incompresiente, numite

    este dat de tensiunile d

    nsorului tenscru conside

    escrie foreleel, este ten

    33. Intereunea. Efectulscazut. i i din acestblemelor. Denea la micarfcut divers

    . Uznii derivatei t

    orului vitezcii. Terment prin folosir

    urgerea irota.

    atat, acceleeraia convecibile unidim

    e i curgeri S

    termenii dintr-un solidsiunilor, daterat. de frecare.

    nsorul tensiu

    esant este fal gradientulu

    t motiv ecuaeci, n afarrea fluidului

    se ipoteze n

    zual este prtensoriale

    z, egal nnul convectivea identitail

    aional, n c

    eraia convectiv este pre

    mensionale, dStokes.

    i d. se nu n toate siteste partea

    Pentru fluidunilor vscoa

    aptul c, nui de presiun

    aiile de misc de ecuaiilei[6]. O astfel ceea ce priv

    referat acea[2]

    n coordonatv mai poatelor calcululu

    care rotorul

    ectiv apare ezent n madar efectul s

    , care reprumete gradituaiile de tea anizotropidele incomprase, sau devi

    aceast ecne arat c fl

    care n forme de micarede relaie se

    vete compo

    ast repreze

    te carteziene fi exprimatui vectorial:[3

    vitezei, num

    ca un efecajoritatea cursu dinamic

    rezint gradientul presiuensiunea noric a tensoresibile repreiator, iar ten

    uaie apare luidul curge

    a general ne avem nevoe numete re

    ortarea specif

    entare

    ne cu t far 3][4]

    mit i

    ct de rgerii

    c este

    dienii unii i rmal orului ezint nsorul

    doar de la

    nu pot oie de elaie fic a

  • fluidului,termenii

    Ecuaiile:[7]

    tegv

    nte

    flfire

    n

    tetr

    n final, t

    n care, deformade lucru conceptu

    Presiuneafluidelor fluid rm

    Alte for

    Cmpul incluse pot fi intr

    , ipoteze bavariabilelor

    e Navier-Stok

    ensiunile valileene aceitezei fluidun ecuaiile Nensorului luidul este piind un tensoezult c poa

    n care

    ensorul tensridimensiona

    tensorul tens

    cantitatea ie . Vscoprecum tem

    ul de curgere

    a p este moincompresib

    mne constan[9]

    re vectorial f ri alte cmpuroduse altefo

    azate pe obsfluidului, pr

    kes rezult d

    scoase dispstea nu depi

    ului. NavierStoke

    al vitezei presupus a fior izotropic;ate fi exprim

    , este diverg

    siunile vscal avem 2 +siunile vsco

    dintre paraozitatea dina

    mperatur i e turbulent vodelat folosbile, presiunnt, rezultnd

    reprezint "auri, precum ore precum

    servatii naturecum vitezdin urmtoar

    ar pentru flind direct de

    es, tensiunilefluidului cu

    i izotrop, ipo; mai mult,

    mat n termen

    gena, care e, tensor

    coase are ur+ 3 = 0. oase al ecua

    anteze expriamic nu epresiune, sa

    vscoas folsind una dinnea constrnd o curgere

    alte" fore. Tcele electrocele asociat

    urale i aplic i densitaterele ipoteze a

    luidele care e viteza fluid

    e vscoase stensorul de

    otez valabildeoarece ten

    nii a doi scal

    xprim vitezrul vitezei de

    rma egal

    iilor Navier-

    im partea este constanau n modelosit la aprox

    n ecuaiile dnge fluidul izocor ntr

    Tipic aceastomagnetice. te cu micri

    cate n scope.

    asupra tenso

    sunt n repdului, ci num

    sunt exprimavscozitate l pentru gansorul tensiuari ai vscoz

    za de expans

    e deformaiecu zero, as

    -Stokes are u

    neizentropint n generalarea curgerximarea tensi

    de stare exin aa fel nr-un cmp d

    t for este ntr-un siste

    ile relative.

    pul specific

    orului tensiun

    paus, iar damai de deriv

    ate ca produ, adic:

    aze i lichideunile vscoazitii diman

    siune a fluidu

    e

    stfel nct,

    urmtoarea f

    ic a tensoal, ea depinzrilor turbuleniunii medii a

    istente.[8] n nct volumude viteze so

    numai gravem de coord

    rii tensiunil

    nilor vscoa

    atorit invarivatele spaialus al gradien

    e, n acest caase este sim

    nice i :

    ului, iar

    pentru un

    form:

    orului vitezeznd de condnte depinzna vscoziti

    cazul speciul elementuluolenoidal, n

    vitaia, dar pdonate neine

    lor n

    ase

    ianei le ale

    ntului .

    az metric,

    fluid

    ei de diiile nd de ii.

    ial al ui de

    n care

    pot fi erial,

  • Adesea, gravitaiapresiuneaaceste fo

    Alte ecu

    Ecuaiiletotale a cle facemenergiei,

    n ceea clucru se general

    sau, folos

    FluideO simpliNewtoniamic decfenomenvalabil. n generamic de 0constante

    aceste forea, are direca apare n ere, ci numa

    uaii e Navier-Stocurgerii fluid

    m). Aceste insau o ecuai

    ce privesc iprealizeaz

    de ecuaia:

    sind derivata

    e incomficare a ecuaan. Ipoteza ct viteza sue de compr

    al, fluidele i0.3. n aceae, iar ecuaia

    e pot fi repia z i esteecuaie prin i prin simpla

    okes exprimdului, avem nnformaii poie de stare.

    potezele scurprin aduga

    a substanial

    mpresibilaiei Navier-incompresib

    unetului. Daresibilitate,

    incompresibiast ipotez a Navier-Sto

    prezentate de reprezentat

    gradientul a modificare

    strict legenevoie de mot include c

    rgerii fluiduarea ecuaie

    l:

    le Newto-Stokes se obbilitii exclac viteza fliar ipoteza

    ile sunt conse presupunkes n form

    drept gradient drept graei, putem r

    e corespunz

    ea de consermai multe infcondiiile la

    ului, conservei de contin

    oniene bine cnd fllude apariialuidului se asimplificato

    siderate acene c vsco vectorial s

    ntul unei madientul funcezolva probtoare a presi

    rvare a impformaii (care

    limit, con

    varea maseiuitate a ma

    fluidul este ca undelor deapropie de voare de inc

    le fluide la ozitatea dinase scrie: [10]

    mrimi scalaciei U = -

    blema fr aiunii.

    pulsului. n e depind de

    nservarea ma

    este absolutasei, dat n

    considerat flue oc, vitezaviteza sunetompresibilit

    care numruamic i d

    are. De exegz. Deoarea aduga ex

    scopul descipotezele pe

    asei, conserv

    t necesar. An forma cea

    uid incomprea fiind multtului, atunci tate nu mai

    ul Mach estedensitatea

    emplu ece i xplicit

    crierii e care varea

    Acest a mai

    esibil t mai apar

    i este

    e mai sunt

  • n care, fforfecare

    Pentru a impulsulu

    De notatincompredireciei individuaviteze nu

    O alt obunui cmvitezei voimpuls, cldur, cDac efenevoie dincompre

    Aceste eDeoarecesisteme dtransferu

    Coordo

    Scrierea compone

    f reprezint e devine

    pune n evui a lui Cauc

    t c doar tesibil Newtovitezei, de

    al particule du este neaprbservaie im

    mp de viteze,olumului nccare lucreazcare de asem

    ectul temperde o ecuaiesibil staion

    cuaii se scre ecuaiile Nde coordonatului de cldur

    onate Carte

    explicit entele vitezei

    "alte" fore,n cazul flui

    viden sensuchy:

    termenul coonian. Acce

    exemplu, ade fluid sunrat dependen

    mportant est, aici, interprconjurtor. Az cam n a

    menea implic

    raturii este ie, aceasta nar, densitate

    riu n mod uNavier-Stokete nu mai esr.

    eziene

    a sistemului pe cele trei

    precum gradului incom

    ul fiecrui t

    respunztor leraia convaccelerarea nt accelerate nt de timp.

    te c, vscoretat ca diferAcest lucru aacelai fel cc Lapacianude asemenefiind ecua

    ea este const

    uzual n 3 ses sunt ecuaste la fel de s

    ui Navier-Si direcii, est

    avitaia sau fmpresibil i N

    termen s co

    acceleraievectiv este fluidului cai prin urm

    zitatea este rena dintre varat c vscca transferulul.

    ea neglijabilia de conttant, iar ecu

    sisteme de caii vectoriasimpl ca sc

    Stokes, cu te urmtoare

    fore centrifuNewtonian

    omparm ec

    ei convectiveo accelerai

    are intr ntmare sunt n m

    reprezentatviteza dintr-

    cozitatea Newl de caldur

    , pentru a rtinuitate a muaia de cont

    coordonate: ale, nsemn crierea unor

    notaiile ua:

    fugale. Term.[11]

    cuaia de ma

    e este nelinia cauzat dtr-o duz comicare inst

    de Laplaci-un punct i wtonian est din ecuai

    rezolva probmasei. n iinuitate se sc

    Cartezian, cc scrierea

    ecuaii scala

    uzuale ,

    menul tensiun

    ai sus cu ec

    niar pentru de o schimbonvergent. tabil, cmp

    ianul vectorvaloarea mete un transfea transferulu

    blema mai aipoteza fluicrie:

    cilindric i sa lor n diveare, precum

    i , p

    nii de

    cuaia

    fluid are a Dei

    pul de

    rial al edie a fer de ui de

    avem idului

    feric. ersele cea a

    pentru

  • De notat cele trei d

    Ecuaia d

    Cnd mi

    Pentru flu

    Aceast fluidelor.derivate cazul trid

    Coordo

    n sistem

    c gravitaiadirecii ale sde continuita

    carea este s

    uide incomp

    form a sis. Soluia sistdifereniale

    dimensional

    onate cilind

    mul cilindric,

    a a fost consistemului de

    ate se scrie:

    staionar (nu

    presibile den

    stemului celtemului estepariale. S-anu se cunos

    drice

    adic n var

    siderat ca foe coordonate

    u depinde de

    nsitatea fiind

    lor patru ece n general gau gsit soluc.

    riabilele

    for, deci, ne ales, adic

    e timp), ecua

    constant, e

    cuaii este cgreu de gsiuii pentru c

    i , sistem

    n general vom.

    aia de contin

    ecuaia de co

    ea mai comit, deoarece rcurgeri uni

    mul Navier-S

    m avea trei p

    nuitate se sc

    ontinuitate se

    mun pentru rmne un si bidimensio

    Stokes se scr

    proiecii ale

    rie:

    e scrie:

    studiul misistem nelinionale, dar p

    rie:

    ei pe

    carii iar cu

    pentru

  • Ecuaia d

    Reprezendeoarecesimetricefiind inde

    Coordo

    n coordNavier-S

    de continuita

    ntarea n co unele comp

    e, caz n careependente de

    onate sferic

    donate sfericStokes capt

    ate devine:

    oordonate ciponenete alee se presupue , rezultn

    ce

    ce variabilel forma:

    lindrice se e vitezei dispune c vitezand sistemul:

    le sunt:

    face n unepar. Un caza tangenial

    i , se

    ele cazuri d foarte com este zero

    mai nume

    atorit avanmun este cel

    ),

    te i colati

    ntajului simeal scurgerii mrimile r

    itudine. Ecu

    etriei, axial

    mase

    uaiile

  • Ecuaia d

    FunciaDac asulucru estfunciile

    Difereniecuaie ncurent

    ecuaia d2D incom

    n care mpreuncinematiccnd part

    n curgerdetermin

    Fluide

    de continuita

    a de curent

    upra ecuaieite uor de frmase nu d

    iind prima en care presiprin:

    de continuitampresibil se

    este ope cu condiiic este un ptea sng a srile axial sim

    na componen

    e Newto

    ate se scrie:

    t

    i Navier-Stofcut n caz

    depind de z.

    ecuaie n fuiunea este e

    ate este satisreduce la o s

    ratorul biarmile la limit arametru cu

    sistemului es

    metrice se fontele vitezei d

    oniene co

    okes se apliczul bidimenn acest caz,

    uncie de y,eliminat, pr

    sfcut necosingur ecua

    monic, iar descriu curg

    unoscut. De nste presupusolosete altdin curgerea

    ompresi

    c rotorul, resional (2D), sistemul se

    a doua n recum i ori

    ondiionat, aaie:

    este gerea bidimenotat c, ecu a fi zero. funcie numa incompresi

    ibile

    ezultatul este, n care sereduce la:

    funcie de ce for pot

    astfel c siste

    vscozitateaensional a fuaia pentru

    mit funciaibil, funcia

    e eliminareae presupune

    x i sczndtenial. De

    emul Navier

    a cinematicfluidului, n cugerile len

    a de curgere a fiind tot sca

    a presiunii. Ae c

    du-le, obinefinind func

    r-Stokes n

    . Acest eccare vscozinte rezult a

    Stokes, penalar.

    Acest , iar

    em o ia de

    cazul

    cuaie itatea

    atunci

    ntru a

  • Apropierfluidului.Stokes. DNavier-S

    n care, coeficien

    De data atemperatustare i a

    n care, temperatu

    n care i n alte

    AplicaEcuaiilesunt maipoate fi fproblemedistribuisuperfici

    n generaproblemaanaliz lan micarsunt:

    rea vitezei f. DescriereaDac se pre

    Stokes capt

    este coent de vscozi

    aceasta, proburi, deoareceecuaiei ene

    e este energura, iar fu

    = -2/3 + sisteme de c

    aii e Navier-Stoki degrab defoarte diversele care pot ia de presiunal. al, aplicaiilea, la care sea scar. De ere paralel s

    fluidului de a acestui fensupune c v forma:[12][1

    eficientul detate.

    blema mice densitatea ergiei. Ecua

    gia unei partuncia de dis

    . Aceast fcoordonate.

    kes, chiar i e natur gens. Acest lufi modelate

    ne static, la

    e la probleme adaug conexemplu, prestaionar, u

    viteza sunetnomen conduvscozitatea

    3]

    e vscozitat

    rii mecanic a fluiduluiia energiei

    ticule de fluipaie, care v

    form vector

    atunci cndneric i apl

    ucru se datorcu ajutorul

    a complicat,

    me specifice ndiii iniialeesupunem cunidimensoin

    tului are ca uce la o for este cons

    e volumic,

    e nu mai poi depinde den acest caz s

    uid, k coeficvectorial se s

    rial este util

    d sunt scrise licarea coresreaz, n spe

    acestor ecuprecum curg

    de curgere e sau la limi avem dounal, neconv

    efect princirm mai comstant, fluidu

    , cunoscut

    oate fi trat se temperaturse scrie:

    cientul de trscrie:

    l pentru exp

    n mod explspunztoare ecial, existenuaii, variindgerea multif

    ncep cu cit, i care p placi paralevectiv. Con

    ipal apariia mplicat a eul fiind New

    i sub num

    separat de ce prin interm

    ransmisibilit

    primarea fun

    icit pentru aa lor la pro

    nei unei vard de la fel defazic guvern

    teva ipotezepot fi urmatele printre candiiile la lim

    compresibiecuaiilor Nawtonian, ecu

    ele de al d

    ea a cmpulmediul ecuai

    tate a cldur

    nciei de disi

    aplicaii specobleme specrieti enorme simplu, prenat de tensi

    e, care simpte de o evenare curge un mit n aces

    litii avier-uaiile

    doilea

    lui de iei de

    rii, T

    ipaie

    cifice, cifice

    me de ecum iunea

    plific ntual

    fluid st caz

  • Aceast p

    MergndrezistenaDificultmodest implic ctrebuie s

    R fiind nde rezolvcu existen care inmpina

    Soluii eExist docurgere Cneliniar edin acestimplic Ca exemntr-un do

    problem se

    d mai departea.

    i pot aprea fluxului p

    convecie i ndeplinea

    numrul lui vat analitic, sena soluiiloipotezele cuate la numere

    exacte ale

    oar cteva cCouette, cureste zero. Detea fiind vri stabilitatea

    mplu se poateomeniu plan

    rezolv uo

    e, se pot obi

    ea atunci cparalel de mneliniaritate

    sc condiiil

    Reynolds. Tsoluia implior reale ale purgerii i pie Reynolds m

    ecuaiilor azuri n carergere Poiseue asemenea artejul Taylora ei, turbulen

    e da cazul nn bidimensio

    or cu ajutorul

    ine uor i a

    nd problemmai sus creee. Cmpul dle:

    Termenul neicnd integrapolinomului ierd aplicabmari.

    NavierSt

    e avem soluuille i stratavem soluiirGreen.[14][1na putndu-n care fluidulonal nemrgi

    l cmpului d

    alte cantitai

    ma devine pueaz un flux de viteze po

    liniar al ecuale eliptice cubic apar pilitatea lor,

    tokes

    uii exacte altul limit Sti si pentru ca15][16] De nose dezvolta p

    l este incominit, n coord

    de viteze:

    de interes, p

    uin mai comradial ntre

    ate fi reprez

    uaiei face cai rdcinile pentru R > 1precum i

    le ecuaiilor tokes oscilaazul n care ttat c existepentru nume

    mpresibil i stdonatele pola

    precum presi

    mplicat. O e plci parazentat de o

    a problema spolinomului

    1.41. Acesta un exemplu

    Navier-Stokator, cazuri termenul nelena acestei ere Reynolds

    taionar, curare , a

    iunea sau for

    rsucire apalele. Acest funcie f(z),

    s fie foartei cubic. Probeste un exe

    u al dificult

    kes. Aceste n care termliniar exist,soluii exacs mari.

    rgerea fcndavnd soluia

    ra de

    parent lucru , care

    greu bleme emplu tilor

    sunt: menul , unul cte nu

    du-se a:[17]

  • soluie es

    fiind compste valabil p

    ponentele vitpentru

    tezei, presi pentru

    siunea, iar AA i B dou .

    constante aarbitrare. Acceast