黏性不可压缩液体在无限长的椭圆截面管道中作恒定流动 设椭圆的长 短轴分别为a和b 试求此管流的流速分布。
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黏性不可压缩液体在无限长的椭圆截面管道中作恒定流动,设椭圆的长、短轴分别为a和b,试求此管流的流速分布。
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设x轴沿管道轴线,管道截面上的坐标为y和z,椭圆方程为
y2/a2+z2/b2=1
不计重力影响,设速度仅有x方向的分量ux,而uy=uz=0,则纳维埃-司托克斯方程为
由题意,,由连续方程,
,
,在x方向,X=0,则
或(1)
如前分析,,运动方程为非齐次的微分方程,边界条件为:在管壁处,y2/a2+z2/b2=1,ux=0。由此设方程有如式(2)形式
ux=A(1-y2/a2-z2/b2) (2)
下面求常数A。对式(2)求导数
,
,
,
,代入式(1)得
(3)
由式(3)得
(4)
代入式(2)得
(5)
