สมการการพาความร้อนแบบแปรผันกับความเร็วสามารถลดลงได้ไหม?


13

ฉันพยายามที่จะเข้าใจสมการการพาความร้อนด้วยสัมประสิทธิ์ความเร็วตัวแปรที่ดีขึ้นเล็กน้อย โดยเฉพาะฉันไม่เข้าใจว่าสมการจะอนุรักษ์ได้อย่างไร

สมพา ,

ut+x(vu)=0

เรามาตีความว่าเป็นความเข้มข้นของสปีชีส์ทางกายภาพบางชนิด ( c m - 3 ) หรือปริมาณทางกายภาพอื่น ๆ ที่ไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ หากเรารวมu ( x , t ) เข้ากับโดเมนของเราเราก็ควรจะได้รับค่าคงที่u(x,t)cm3u(x,t)

xminxmaxu(x,t)dx=constant

(นี่คือสิ่งที่ฉันหมายถึงโดยการอนุรักษ์นิยม)

ถ้าเราปล่อยให้ความเร็วเป็นฟังก์ชันของอวกาศ (และเวลา), ดังนั้นกฎลูกโซ่จะต้องถูกนำมาใช้เพื่อให้v(x,t)

ut+vux+uvx?=0

คำสุดท้าย "ดูเหมือน" เหมือนคำต้นฉบับและนี่คือสิ่งที่ฉันสับสน มันจะเพิ่มหรือลดปริมาณขึ้นอยู่กับความแตกต่างของสนามความเร็วu

ตามคำถามนี้ฉันเข้าใจวิธีกำหนดเงื่อนไขขอบเขตการอนุรักษ์ อย่างไรก็ตามสำหรับสมการความเร็วการแปรผันของตัวแปรฉันไม่เข้าใจว่าเงื่อนไขขอบเขตการอนุรักษ์สามารถเกิดขึ้นได้อย่างไรเนื่องจากคำว่า "แหล่งที่มา" เพิ่มเติมที่นำมาใช้โดยการใช้กฎลูกโซ่ สมการนี้สามารถอนุรักษ์ได้หรือไม่? ถ้าใช่จะแก้ไขเงื่อนไขขอบเขตได้อย่างไร?

คำตอบ:


15

vu

Ω(vu)=Ω(vu)n.

Ω=(a,b)ut+(vu)x=0

(abu)t=abut=ab(vu)x=vu|ab

โดยที่คำทางด้านขวาเป็นเพียงความแตกต่างของฟลักซ์ระหว่างขอบเขตด้านซ้ายและด้านขวา

vuv


ขอบคุณสำหรับคำตอบที่ชัดเจนจริงๆอีกครั้งเจด! ฉันคิดว่าฉันจะถามคำถามติดตามผลนี้ แต่ก่อนอื่นต้องลองใช้คำแนะนำของคุณ
boyfarrell
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.