【流体力学】NO.5 伯努利微分方程推导

上峰

7 D3 X4 y, e; N6 n3 D, h0 c

    在看沿流线的伯努利方程推导时，对其中的有些数学处理感到有些困惑，想了很久，试图说服自己，但也不知道对不对。

* d+ p+ W5 z# M3 T$ Y+ x% K+ w0 h$ t

问题1、书中介绍“为将方程沿流线积分，两边乘以ds并移项。”                             

    我以前的想法是：因为是一维运动，Z轴z、压强p、速度v是（s，t）的函数，F=ma中的F（包括压强p）是某一个瞬时状态物体所受的合力，而z、p、v乘ds是只需考虑瞬时的状态，不用考虑t的影响。   

    这么一想按高数中微分的思想来理解F=ma（假设F是变化的作用力F=F(t)），加速度a是为单位时间里力的变化，如果时间极短，那么F就是可以看成这段时间里不变化的力，继而可看成瞬间的力。同时加速度a也是该微元时间里的速度变化与时间变化的比值，局部看该微元时间加速度a不变，那么求得比值就是某一时刻的加速度。   

    接上我的问题，给个例子如：əp/əs是压强沿流线的偏微分，不取微分，是因为还有时间的因素。现在乘ds是只考虑瞬时状态，不用考虑时间t的影响。

6 Q6 K0 H& V& r: l: C( ?% W

问题2、压强势能P/ρ怎么理解，重力势能是物体在位置改变时，重力所做的功转化为重力势能mgh。
$ q8 p* ]( _. K
- G. D8 b5 m! }. ]/ m7 X

翔梦随风

楼主这是看的哪本书？
; F" X( N8 W$ H( r0 `4 \  x% X0 r3 i

上峰

翔梦随风 发表于 2014-5-21 22:53
楼主这是看的哪本书？

这是交大丁祖荣的流体力学，偏工程一点，手上还有一本国内经典吴望一的。

一口喵呜

压力做功（P1-P2）△V    重力做功△mg（h1-h2）   动能变化m（V1∧2-V2∧2）/2

一口喵呜

公式用手机打了好久，一点回复全没了，，，楼主你把最后一个公式分别都乘以质量m

上峰

8 W# X7 I, E0 f

一口喵呜 发表于 2014-5-21 23:50
3 f; f# M. q# _, f2 W公式用手机打了好久，一点回复全没了，，，楼主你把最后一个公式分别都乘以质量m

$ b! H7 \; Y% E% g8 ]0 ^) f非常感谢你的解答，你的回答让我想起以前学的工程热力学！关于压力势能我看，能理解了。
压力做功（P1-P2）△V ，这个写法可以改为P1V1-P2V2，好比重力做功w=mg(h1-h2), 推动功PV是储存在物质内的能量如重力势能mgh。是物体固有的能量，如果X质量m，那么P/ρ M=PV,代表质量m的流体（体积为V)具有的推动功，也就是压力势能。

龙九禅师

@逍遥处士  

tonybrown

长见识，学习一下

yangquan1321

关于问题一，楼主是不理解(∂p/∂s)ds=dp吗？我个人理解这就是变量p一维空间分布的全微分，如果是三维的dp=(∂p/∂x)dx+(∂p/∂y)dy+(∂p/∂z)dz, 这是高数上常见的全微分形式，你把它变下，想成沿一个方向的变化量，不就是这种形式吗

. m9 D" |3 r1 `关于问题二，把式4.3.3 方程变形下，两边同时除以g，可以得到方程v^2/2g+z+p/ρg=常数， 第一项是物体自由向上运动能达到的高度，叫速度高度，第二项叫位置高度，第三项叫压力高度（静水柱在压力P时的深度），三个高度加起来为常数。这样不知是否可以更好理解些能量守恒。