Теорема Стокса
В движущейся жидкости рассмотрим вихревое поле и выделим в нем малый замкнутый контур со сторонами dx и dy (рис. 2.5). Пусть в начале координат скорости будут и . Запишем выражение для эле-ментарной циркуляции по этому контуру, имея в виду, что поток двумерный:
.
Рассмотрим контур OABC. Если вдоль OA скорость , то вдоль CB ее приращение составит , и аналогично вдоль AB – . Это следует из выражения для полного дифференциала скорости, например:
.
Используем эти выражения для расчета элементарной циркуляции вдоль контура OABCO. Имеем
.
Раскрывая скобки и выполнив сокращения, получаем
Отсюда следует, что циркуляция по бесконечно малому зам-кнутому контуру равна интенсивности вихря, пронизывающего этот контур. Данный вывод легко обобщить и на случай произвольной кривой конечных размеров. Таким образом можем записать:
.
Это и есть формула Стокса, показывающая, что циркуляция по произвольному контуру равна сумме интенсивностей (напряжений) вихрей, пронизывающих поверхность, натянутую на контур.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | Поиск по сайту:
|