7. Differentiaalimuotoinen jatkuvuusyhtälö. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Samankaltaiset tiedostot
9. Kitkaton virtaus ja potentiaaliteoria. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

4. Kontrollitilavuusajattelu ja massan säilyminen. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

15. Rajakerros ja virtaus kappaleiden ympäri. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

0. Johdatus virtausmekaniikkaan ( , 1.11, 23 s.)

14. Putkivirtausten ratkaiseminen. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

3. Bernoullin yhtälön käyttö. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

(a) Potentiaali ja virtafunktiot saadaan suoraan summaamalla lähteen ja pyörteen funktiot. Potentiaalifunktioksi

KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai :00-12:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.

KJR-C2003 MAE130A UCI ME336 UTSA Summer2015 Lecture 01 Mitä tarkoittaa fluidi?

17. Pyörivät virtauskoneet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

11. Dimensioanalyysi. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

12. Mallikokeet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Chapter 1. Preliminary concepts

KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, pe :00-17:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.

0. Johdatus virtausmekaniikkaan. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

y 2 h 2), (a) Näytä, että virtauksessa olevan fluidialkion tilavuus ei muutu.

KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai klo 12:00-16:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Kertaus 3 Putkisto ja häviöt, pyörivät koneet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

Laskuharjoitus 2A ( ) Aihepiiri: Raja-arvot etc. Adams & Essex, 8th Edition, Chapter 12. z = f(x, 0) = x2 a z = f(0, y) = 02 a 2 + y2

r > y x z x = z y + y x z y + y x = r y x + y x = r

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

3.1 Lineaarikuvaukset. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. 3.1 Lineaarikuvaukset. 3.1 Lineaarikuvaukset

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

12. Derivointioperaattoreista geometrisissa avaruuksissa

Suoran yhtälöt. Suoran ratkaistu ja yleinen muoto: Suoran yhtälö ratkaistussa, eli eksplisiittisessä muodossa, on

VEKTORIANALYYSIN HARJOITUKSET: VIIKKO 4

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 3: Vektorikentät

DYNAMIIKKA II, LUENTO 5 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 8: Divergenssi ja roottori. Gaussin divergenssilause.

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

MUISTIO No CFD/MECHA pvm 22. kesäkuuta 2011

KJR-C1001: Statiikka L3 Luento : Jäykän kappaleen tasapaino

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

BM20A5800 Funktiot, lineaarialgebra ja vektorit Harjoitus 4, Syksy 2016

Viikon aiheet. Funktion lineaarinen approksimointi

Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Ratkaisut: loppuviikko 2

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 5: Gradientti ja suunnattu derivaatta. Vektoriarvoiset funktiot. Taylor-approksimaatio.

Gaussin lause eli divergenssilause 1

y x1 σ t 1 = c y x 1 σ t 1 = y x 2 σ t 2 y x 2 x 1 y = σ(t 2 t 1 ) x 2 x 1 y t 2 t 1

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

4. Käyrän lokaaleja ominaisuuksia

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

DYNAMIIKKA II, LUENTO 6 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi

F x y z. F voidaan ymmärtää kahden vektorin. Divergenssi. Vektorikentän F( x, y, z ) divergenssi määritellään

MAA7 Kurssikoe Jussi Tyni Tee B-osion konseptiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! Laske huolellisesti!

MEI Kontinuumimekaniikka

KJR-C1001: Statiikka L2 Luento : voiman momentti ja voimasysteemit

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Johdatus tekoälyn taustalla olevaan matematiikkaan

Selvästi. F (a) F (y) < r x d aina, kun a y < δ. Kolmioepäyhtälön nojalla x F (y) x F (a) + F (a) F (y) < d + r x d = r x

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

Vektorianalyysi II (MAT21020), syksy 2018

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Vastaus: Määrittelyehto on x 1 ja nollakohta x = 1.

Suorien ja tasojen geometriaa Suorien ja tasojen yhtälöt

Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit

Kuva 1: Funktion f tasa-arvokäyriä. Ratkaisu. Suurin kasvunopeus on gradientin suuntaan. 6x 0,2

Taso 1/5 Sisältö ESITIEDOT: vektori, koordinaatistot, piste, suora

BM20A0900, Matematiikka KoTiB3

Talousmatematiikan perusteet: Luento 14. Rajoittamaton optimointi Hessen matriisi Ominaisarvot Ääriarvon laadun tarkastelu

Tehtävä 1. Näytä, että tason avoimessa yksikköpallossa

Näytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina

Materiaalien mekaniikka

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Yhteenveto, osa I

Luento 5: Käyräviivainen liike. Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat θ, ω ja α Yhdistetty liike

Vektorilaskenta, tentti

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (CHEM) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause

l 1 2l + 1, c) 100 l=0 AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja

Antti Rasila. Kevät Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto. Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0204 Kevät / 16

l 1 2l + 1, c) 100 l=0

, on säännöllinen 2-ulotteinen pinta. Määrää T x0 pisteessä x 0 = (0, 1, 1).

Viikon aiheena putkivirtaukset

3 = Lisäksi z(4, 9) = = 21, joten kysytty lineaarinen approksimaatio on. L(x,y) =

Taso. Hannu Lehto. Lahden Lyseon lukio

TASON YHTÄLÖT. Tason esitystapoja ovat: vektoriyhtälö, parametriesitys (2 parametria), normaalimuotoinen yhtälö ja koordinaattiyhtälö.

läheisyydessä. Piirrä funktio f ja nämä approksimaatiot samaan kuvaan. Näyttääkö järkeenkäyvältä?

Vapaus. Määritelmä. jos c 1 v 1 + c 2 v c k v k = 0 joillakin c 1,..., c k R, niin c 1 = 0, c 2 = 0,..., c k = 0.

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet Kurssiesite

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Sallitut apuvälineet: MAOL-taulukot, kirjoitusvälineet, laskin sekä itse laadittu, A4-kokoinen lunttilappu. f(x, y) = k x y, kun 0 < y < x < 1,

F dr = F NdS. VEKTORIANALYYSI Luento Stokesin lause

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 9: Greenin lause

Luento 3: Käyräviivainen liike

Osoita, että kaikki paraabelit ovat yhdenmuotoisia etsimällä skaalauskuvaus, joka vie paraabelin y = ax 2 paraabelille y = bx 2. VASTAUS: , b = 2 2

Luento 3: Käyräviivainen liike

Lineaarialgebra MATH.1040 / voima


KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet Kurssiesite 2018


3 TOISEN ASTEEN POLYNOMIFUNKTIO

Transkriptio:

7. Differentiaalimuotoinen jatkuvuusyhtälö KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Päivän anti Miten lähestymistapaa pitää muuttaa, jos halutaan tarkastella virtausta lokaalisti globaalin tasetarkastelun sijaan ja miltä massan säilyminen näyttää näin muotoiltuna? Motivointi: tasetarkastelu valituille alueille ei ole riittävä, kun ollaan kiinnostuttu virtauksen yksityiskohdista Young et al, kappaleet 6.1-6.2

Osaamistavoitteet Selittää fluidielementin deformaation ja jatkuvuusyhtälön välisen yhteyden Osoittaa, toteuttaako virtauskenttä jatkuvuusyhtälön Määrittää fluidielementille erilaisia deformaationopeuksia virtauskentän perusteella

Miten differentiaalimuotoinen jatkuvuusyhtälö voidaan johtaa?

Mikä on perusperiaate? koordinaatit ja komponentit infinitesimaalinen kontrollitilavuus Taylor Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Mitä saadaan jatkuvuusyhtälöstä? Luento 4 Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Miten jatkuvuusyhtälö tyypillisesti yksinkertaistuu? Yleinen muoto Ajasta riippumaton Kokoonpuristumaton

Ja miltä se näyttää sylinterikoordinaatistossa? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Esimerkki: jatkuvuusyhtälön toteutuminen Prob. 6.10 Eräälle kokoonpuristumattomalle kaksiulotteiselle virtaukselle y- suuntainen nopeus on v = 3 xy x 2 y Määritä nopeuskomponentti x- suunnassa siten, että jatkuvuusyhtälö toteutuu. Vastaus: u = 3/2 x 2 + 1/3 x 3 + f(y)

Mitä jatkuvuusyhtälön derivaatat kuvaavat?

Esimerkki: lineaarinen deformaatio x-akselin suhteen Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Esimerkki: lineaarinen deformaatio x-akselin suhteen Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Millä muilla tavoilla fluidialkio voi deformoitua?

Miten nestealkio käyttäytyy virtauksessa? translaatio lineaarinen deformaatio rotaatio kulmadeformaatio + + + + = = = =

Miten nestealkion deformaatio voidaan määrittää virtauskentästä?

Miten translaatio riippuu virtauskentästä? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Miten lineaarinen deformaatio riippuu virtauskentästä? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Miten kulmadeformaatio riippuu virtauskentästä? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Miten rotaatio riippuu virtauskentästä? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Esimerkki: virtauskentän ominaisuudet Prob. 6.22 On ehdotettu, että eräs kaksiulotteinen virtauskenttä olisi kuvattavissa komponenteilla u = A y v = B x jossa A ja B ovat positiivisia vakioita. a) Toteuttaako kenttä jatkuvuusyhtälön? b) Onko virtaus pyörteetön? c) Määritä virtaviivojen yhtälö ja piirrä virtaviiva, joka kulkee origon kautta. 1 Vastaus: a) kyllä, b) jos A=B

Miten virtausongelmaa voidaan yksinkertaistaa tasovirtauksille?

Miten virtausongelmaa voidaan yksinkertaistaa tasovirtauksille? Virtafunktio

Mitä virtafunktion tasa-arvokäyrät kuvaavat? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5 th edition

Esimerkki: virtafunktio nopeuskentästä Prob. 6.21 Nopeuskenttä on annettu komponenteilla u = x 2, v = 2 x y + x Määritä nopeuskenttään liittyvä virtafunktio mikäli mahdollista. Vastaus: x 2 y 1/2 x 2 + C

Mitä opimme?

Päivän anti Miten lähestymistapaa pitää muuttaa, jos halutaan tarkastella virtausta lokaalisti globaalin tasetarkastelun sijaan ja miltä massan säilyminen näyttää näin muotoiltuna?

Seuraavaksi kerraksi Torstain luennon aiheena: Differentiaalimuotoinen liikemääräyhtälö Navier-Stokes), Young et al (2012): 6.3, 6.8-6.9 Miten liikemääräyhtälö johdetaan mielivaltaiselle avaruuden pisteelle ja mitä lisäinformaatiota tässä tarvitaan jännitysten käyttäytymisestä? Motivointi: Navier-Stokesin yhtälöt yhdistettynä jatkuvuusyhtälön kanssa muodostavat täysin yleisen mallin Newtonilaisen fluidin virtaukselle