* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
504
ГИДРОАЭРОГАЗОДИНАМИКА
М е т о д Лагранжа позволяет опреде лить пути отдельных частиц жидкости с течением времени, т. е. их. траектории. М е т о д Эйлера дает возможность уста новить спектры линий тока, т. е. таких линий, касательные к которым в каждой точке для данного момента времени совпадают с направлением вектора ско рости. Дифференциальные уравнении линий тока:
dx dy V1 dz V,
Потоком вектора скорости через поверхность JJ называется поверхност ный интеграл
Я v « d s = JJ
- I - Vydzdx +
^xdydz
+
vzdxdy\
Движение, при котором скорость жидкости, давление и другие величины в каждой точке пространства изменяются с течением времени, называется неуста новившимся движением. Если же ско рость жидкости, давление и другие величины в каждой точке пространства не зависят от времени, то движение жидкости называется установившимся движением. Для установившихся движений жидко сти линии тока совпадают с траекториями частиц жидкости. Часть жидкости, ограниченная линиями тока, проведенными через все точки бесконечно малого замкнутого контура, называется трубкой тока или струйкой. Циркуляция скорости Г по контуру L (фиг. I ) :
Г = J vtdl
iL)
где Vn — проекция вектора скорости на нормаль к поверхности, ds—элемент поверхности. Расхождением вектора скорости, или дивергенцией, называется поток скоро сти, отнесенный к единице объема, через замкнутую поверхность E ограничиваю щую бесконечно малый объем ДУ. т. е.
j
dlvi/ = l i m ди
dVf
dv
y
dv
2
"
дх'
~df
+ ~dz '
=
\ (vxdx
iL)
+
Vydy
+
vzdz\
Вихревая линия определяется как линия, касательная к которой в каждой точке имеет направление вектора вихря в данной точке. Вихревые линии, про ходящие через все точки малого замкнутого контура, образуют вихревую трубку. Дифференциальное уравнение вихре вой линии
dx dy dz
где V[— проекция вектора скорости на касательную к контуру L; dl — элемент контура L. Циркуляция по замкнутому кон туру записывает ся
(j) Vidi.
У р а в н е н и е н е р а з р ы в н о с т и . Уравне ние неразрывности в декартовых коор динатах и переменных Эйлера имеет вид
d(?vx) ^d(PVy) ^ d(pv2)
dt
+
dx
, (dVx
dy dv
dz dv \
2
0
Вихрь скорости есть вектор Q —
Фиг. 1.
или
d
?
y
определяются
= r o t V, проекции которого на оси координат X у , z формулами
t
Для установившегося движения урав нение неразрывности записывается d
(pvx)
о , = (roti/),
Q
Ov
äy
z
dv
y
~дГ Ov дх Ov
x 2
dx
+
(PVy)
d(pvz)
dy
dz
0.
(rot
v)
y
fax
dVy
dz
йля несжимаемой жидкости уравнение неразрывности будет
Ov
x
Q, = ( r o t t0_,
dv.
Ov
2
~дх
Hf
dx
dl
Iz
0.