Navier-Stokes 방정식의 점성 응력 텐서에서 두 번째 항의 물리적 해석은 무엇입니까?


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나는이 답변을 잠시 동안 찾고있다. 나는 많은 텍스트를 읽었고 심지어 온라인에서 강의를 보았지만 종종 설명하고 방금 언급하지 않는 경우가 종종 있습니다. Navier-Stokes 방정식의 점성 응력 항은 다음과 같습니다.

τ=μ(+())

이제 라는 용어 는 단지 속도 확산이기 때문에 이해하기 쉽지만 . 이 용어를 확장 한 후 나는 결국μ ( u ) Tμμ()

μ()=(엑스와이)

이것은이 효과가 발산이없는 속도 장에 존재하지 않는다는 것을 암시하는 것처럼 보이지만,이 용어가 실제로 무엇을 의미하는지에 대해서는 여전히 물리적 인 직관을 찾을 수 없습니다. 이 용어가 실제로 무엇을 나타내는 지 이해하는 사람이 있습니까?


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추가 :이 용어는 비 압축 흐름에없는 것이 맞습니다. 밀도의 기울기로 인한 운동량의 확산을 고려한 것처럼 보입니다. 인접한 두 개의 유체 구획은 속도는 같지만 운동량은 다를 수 있으며, 이들 사이에 전단 응력은 없지만 운동량이 확산됩니다.
Dan

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이 질문은 공학 주제입니다. 이 질문에 대한 다른 사이트를 제안하는 몇 가지 의견을 제거했습니다. 부분적으로 방정식에 대한 이해를 요구하기도하지만 이것이 연속체 역학의 일부이기 때문입니다. 이 괜찮습니다 것을 기억하십시오 사이트의 비트 질투


0이 아닌 밀도 구배로 인해 모멘텀 구배에 관한 점이 좋았습니다. 답변 해 주셔서 감사합니다.
Adam O'Brien

답변:


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물리적 해석을 위해 두 용어를 분리해서는 안됩니다. 용어 는 변형률 텐서 입니다. 유동 유체가 존재하기 때문에 운동량 플럭스 (또는 응력)는 . NS 방정식에서 두 항은 힘 밀도 (단위 부피당 힘)로 생각할 수 있습니다. 비 압축 흐름의 경우 두 번째 항이 0 인 것이 맞습니다 ( 여기 참조 ).u+(u)Tγ˙μ(u+(u)T)

업데이트 : 변형률 텐서의 완전한 파생은 복잡하며 여기서 범위를 벗어날 수 있습니다. 관심이 있으시면 Whitaker의 Fluid Mechanics 소개를 참조하십시오. 간단히 말해, 텐서 는 변형률과 회전 운동과 같은 견고 함을 나타냅니다. 모든 텐서는 다음과 같은 방법으로 분해 할 수 있습니다. u = 1u 첫 번째 항은 일반적으로 변형률 텐서라고하며 대칭이며 강성이없는 회전 운동을 포함하지 않음을 알 수 있습니다. 두 번째 용어는 일반적으로 와동 텐서라고 불리우며, 비대칭이며, 변형률에 영향을 미치지 않으며 회전 운동과 같이 강성을 나타냅니다.

u=12(u+(u)T)+12(u(u)T)

이것이 내가 찾은 것이지만, 정답과 전치 행렬을 포함하는 이유를 이해하기 위해 대답을하기 전에 변형률 텐서의 유도와 같은 것을 찾으려고했습니다.
Trevor Archibald

감사합니다. 제안한대로 지오메트리에서 변형률 텐서 파생을 통해 많은 도움이되었습니다.
Adam O'Brien

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@sturgman에 동의합니다. 개별 부분을 보지 말고 ints 컨텍스트에서 이해하려고 노력하십시오.

Navier-Stokes-Equation의 매우 기본적인 버전을 살펴보면 ( Einstein-Notation 사용 ) :

ρDuiDt=ρki+xi(p+λukxk)+xj(η[uixj+ujxi])(η[(u)+(u)T])

원래의 밑줄 부분은 다시 쓸 수 있습니다.

xj(η[uixj+ujxi])=η(2uixjxj+xi[ukxk])

어느 것이나

ρDuiDt=ρkiIpxiII+(λ+η)xi[ukxk]III+η[2uixjxj]IV

기호 표기법에서는 다음과 같아야합니다.

ρDuDt=ρkp+(λ+η)(u)+ηu

IIIλ2/3η

IIIIVIII


죄송합니다 :-( 의도가 아닙니다.
peterh-Monica Monica
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