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2.6.0.1 圧縮性流体(密度$ \rho $ [kg/m$ ^3$ ]は変化する)

質量保存式
式(2.37) $ ^{\text{p.\pageref{eq-mass-com}}}$

$\displaystyle \frac{\partial \rho}{\partial t}$ $\displaystyle = - \bm{\nabla} \cdot ( \rho \bm{v})$    

運動量保存式
式(2.90) $ ^{\text{p.\pageref{eq-momentum-com}}}$

$\displaystyle \frac{\partial \bm{v}}{\partial t}$ $\displaystyle = - \left( \begin{array}{c} \bm{v} \cdot \bm{\nabla} u \\ \bm{v} ...
...}(\bm{\nabla} \cdot \bm{v}) + \nu \bm{\nabla} \cdot \bm{\nabla} \bm{v} + \bm{g}$    
$\displaystyle \left( \begin{array}{c} \dfrac{\partial u}{\partial t} \vspace{.5...
...\partial t} \vspace{.5em} \\ \dfrac{\partial w}{\partial t} \end{array} \right)$ $\displaystyle = \left( \begin{array}{c} - \bm{v} \cdot \bm{\nabla} u - \dfrac{1...
...t \bm{v} \big) + \bm{\nabla} \cdot \bm{\nabla} w \bigg\} \\ \end{array} \right)$    

エネルギー保存式
式(2.187) $ ^{\text{p.\pageref{eq-energy-com}}}$

$\displaystyle \rho c_v \frac{\partial T}{\partial t} = - \rho c_v \bm{v} \cdot \bm{\nabla} T + k \bm{\nabla} \cdot \bm{\nabla} T - P \bm{\nabla} \cdot \bm{v}$    

成分の質量保存式
式(2.235) $ ^{\text{p.\pageref{eq-species-com}}}$

$\displaystyle \rho \frac{\partial \omega_i}{\partial t}$ $\displaystyle = - \rho \bm{v} \cdot \bm{\nabla} \omega_i + D_i \bm{\nabla} \cdot \big( \rho \bm{\nabla} \omega_i \big)$    

上式において物性値などの一定値($ \nu$ [m$ ^2$ /s]、$ g$ [m/s$ ^2$ ]、$ c_p$ [J/(kg$ \cdot$ K)]、$ k$ [W/(K$ \cdot$ m)]、$ D_i$ [m$ ^2$ /s])を除くと未知数は$ \rho $ [kg/m$ ^3$ ]、$ u$ [m/s]、$ v$ [m/s]、$ w$ [m/s]、$ P$ [Pa]、$ T$ [K]、$ \omega_i$ [kg/kg]の7つである。式の数が6つであるので、これを解くにはもう1つ$ \rho $ [kg/m$ ^3$ ]と$ T$ [K]、$ P$ [Pa]の関係式(状態方程式)が必要となる。


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