流体力学-流体运动学中,描述流体运动时,怎么鉴别用的是拉格朗日法还是欧拉法?例如给出平面不可压缩流场的速度分布的参数方程:u=Kt(y^-x^)/(x^+y^)^,v= -2Ktxy/(x^+y^)^,K为常数,^代表平方.怎么知道这样的式子是以欧拉法表示的还是以拉格朗日法表示的?不过拉格朗日变数里不是也有流体质点在初始时刻的空间坐标么?那么上式中的x、y可不可以理解为不同流体质点在初始时刻的空间坐标呢?抑或欧拉法表示的速度表达式只是关于t这一个变量的函数?

问题描述:

流体力学-流体运动学中,描述流体运动时,怎么鉴别用的是拉格朗日法还是欧拉法?
例如给出平面不可压缩流场的速度分布的参数方程:u=Kt(y^-x^)/(x^+y^)^,v= -2Ktxy/(x^+y^)^,K为常数,^代表平方.怎么知道这样的式子是以欧拉法表示的还是以拉格朗日法表示的?
不过拉格朗日变数里不是也有流体质点在初始时刻的空间坐标么?那么上式中的x、y可不可以理解为不同流体质点在初始时刻的空间坐标呢?抑或欧拉法表示的速度表达式只是关于t这一个变量的函数?

从概念上讲,是无法从数学表达式中看出是用的哪种体系
但作为一般习惯,速度参数方程是写在欧拉体系下的
用数学方法表述一个物理问题时,
(坐标系的定义)加上(数学表达式)才能完整的定义一个问题
坐标系的定义:默认是欧拉系统,除非特例。
(教材上)的特例:
用(控制微体思想)加上(守恒观点)推导几大守恒方程时用了拉氏体系。
其他的公式都是在欧拉体系下的
顺道提一句,欧拉体系和拉氏体系的转换:雷诺输运方程
方程本质:求 对时间的全导数
补充一个流体的重点加难点,虽然你没问:
给定参数方程 u = u(x,y,z,t); v = v(x,y,z,t)
求微体运动轨迹 x = x(y,t)
轨迹有三种定义:流线(streamline),迹线(pathline),脉线(streakline)
其中脉线就是站在欧拉系下,观察一个拉氏体系下的微体运动的轨迹。
具体解题:
流线(streamline): 在某一瞬时,一些微体速度切线的连线。其轨迹方程 x = x(y,t) 用 dy/dx = v/u 求解。定解条件:当t=0; x=x0; y=y0; z=z0
迹线(pathline): 在某一瞬时,一些微体运动轨迹的连线。其轨迹方程 x = x(y,t) 用 dx/dt = u; dy/dt = v 求解。定解条件:当t=0; x=x0; y=y0; z=z0
脉线(streakline):在某一时刻释放一个微体,在一段时间内该微体走过的轨迹。其轨迹方程 x = x(y,t) 用 dx/dt = u; dy/dt = v 求解。定解条件:当x=y=0; t=t0

将速度写成上述的形式可以说是欧拉观点了.欧拉观点是“守株待兔”的视角,即盯住流场内固定一点不放,考察其随时间变化时速度、温度、压强等等的变化规律.所以,上述式子给定一个X,Y的坐标,即给定流场内一个点的位置,考...