infistream

Persamaan Navier–Stokes nder Melingkar

Tegangan, seperti yang didefinisikan dalam bagian sebelumnya, dapat disubstitusi ke dalam persamaan diferensial gerak (Persamaan 6.502) dan disederhanakan dengan menggunakan persamaan kontinuitas untuk aliran inkompresibel (Persamaan 6.312). Untuk koordinat kartesian (lihat gambar di margin), hasilnya adalah:

(arah x)

(arah y)

(arah z)

Di mana u, v, dan w adalah komponen kecepatan dalam arah x, y, dan z seperti yang ditunjukkan dalam gambar di margin halaman sebelumnya. Kami telah menyusun ulang persamaan sehingga istilah percepatan berada di sisi kiri dan istilah gaya berada di sisi kanan. Persamaan ini umumnya disebut sebagai persamaan Navier–Stokes, dinamai untuk menghormati matematikawan Prancis L. M. H. Navier (1785–1836) dan mekanik Inggris Sir G. G. Stokes (1819–1903), yang bertanggung jawab atas formulasi mereka. Ketiga persamaan gerak ini, ketika dikombinasikan dengan persamaan kekekalan massa (Persamaan 6.312), memberikan deskripsi matematis lengkap tentang aliran fluida Newtonian inkompresibel. Kami memiliki empat persamaan dan empat variabel tak diketahui (u, v, w, dan p), dan oleh karena itu masalahnya "baik-posed" dalam istilah matematika. Sayangnya, karena kompleksitas umum dari persamaan Navier–Stokes (mereka adalah persamaan diferensial parsial nonlinear orde kedua), mereka tidak dapat diterapkan pada solusi matematis yang tepat kecuali dalam beberapa kasus. Namun, dalam sedikit kasus di mana solusi telah diperoleh dan dibandingkan dengan hasil eksperimental, hasilnya telah cukup mendekati. Oleh karena itu, persamaan Navier–Stokes dianggap sebagai persamaan diferensial gerak yang mengatur untuk fluida Newtonian inkompresibel.

Dalam koordinat polar silinder (lihat gambar di margin), persamaan Navier–Stokes dapat dituliskan sebagai:

(arah r)
(arah 𝜃)
(arah z)
Untuk memberikan pengantar singkat tentang penggunaan persamaan Navier–Stokes, beberapa solusi eksak paling sederhana dikembangkan dalam bagian berikutnya. Meskipun solusi-solusi ini terbukti relatif sederhana, hal ini tidak terjadi secara umum. Bahkan, hanya sedikit solusi eksak lain yang telah diperoleh.
Open chat
Infichat
Hello 👋
Thank you for text me
Can we help you?