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連続体力学

Book

登場人物

  • 𝑣 速度
  • 𝜎 応力(面積力)
  • 𝐾 体積力

連続体上の微分

連続体中の点を指定するには、初期状態での位置か、変位後の位置のどちらかを与えればいい(連続体の変位がわかれば変換できる)。連続体上の場は、初期位置をインデックスとして𝐹(𝑡,𝑥0)、または現在位置をインデックスとして𝑓(𝑡,𝑥)と表現される。

𝐹(𝑡,𝑥0)=𝑓(𝑡,𝑥(𝑥0,𝑡))
𝑑𝑑𝑡𝐹=𝑙(𝜕𝜕𝑡+d𝑥𝑖d𝑡𝜕𝜕𝑥𝑖))𝑓
D_t:=p_t+v_ip_i

保存則

質量保存則

p_trho+p_i(rho v_i)=0\ D_trho+rhop_iv_i=0

運動量保存則(運動方程式)

D_tv_i=(1)/(rho)p_jsigma_("ji")+K_i

エネルギー保存則

検査体積について、dt (運動エネルギー + 内部エネルギー) = 体積力による仕事率 + 面積力による仕事率 - 熱流束

(dif )/(dif t)integral_V l((1)/(2)rho v^2 + rhoepsilonr) dV = integral_V l(rho K dot.op vr) dV + integral_S ((sigmadot.op n)dot.op v) dS - integral_S (q dot.op n) dS
D_t l((1)/(2)rho v^2r)=v_jp_isigma_("ij")+rho K_iv_i \ D_t l(rhoepsilonr) = sigma_("ij")p_i v_j - p_i q_i \ D_t l((1)/(2)rho v^2 + rhoepsilonr)=p_i(sigma_("ij") v_i - q_i)+rho K_iv_i \