
纳维尔-斯托克斯方程是一组非线性微分方程,用于描述粘性流体的运动。这些方程以法国工程师和物理学家克洛德-路易斯·纳维尔和英国数学家乔治·加布里埃尔·斯托克斯的名字命名,他们分别独立地于 19 世纪发展了这些方程。
纳维尔-斯托克斯方程是一个复杂的方程组,但它们可以归结为三个基本原则:
- 质量守恒:方程中的一个方程描述了流体密度的变化,它等于流体速度散度的负值。
- 动量守恒:方程中的第二个方程描述了流体动量的变化,等于流体应力张量的散度加上外部力的总和。
- 能量守恒:方程中的第三个方程描述了流体能量的变化,等于流体热通量散度加上流体内部产生的能量的总和。


纳维尔-斯托克斯方程在流体力学中具有广泛的应用,包括建模天气预报、飞机设计和生物流体动力学。
纳维尔-斯托克斯方程与牛顿运动定律
纳维尔-斯托克斯方程实际上是牛顿第三运动定律在流体中的表达。牛顿第三运动定律指出,对于任何作用力,都会有一个大小相等、方向相反的反作用力。在流体动力学中,流体元件受到的各种力的总和等于其质量乘以加速度。
纳维尔-斯托克斯方程的动量守恒方程描述了流体元件受到的各种力的总和。这些力包括:压力梯度力、粘性力、重力
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