19.4
단면이 균일한 길고 곧은 파이프를 통해 물이 꾸준히 흐르는 것을 고려하십시오.
흐름이 회전하지 않는 파이프의 중앙 영역에서는 속도 전위가 흐름을 정의하고 속도는 이 전위의 기울기로 표현됩니다.
속도 구성 요소를 직접 대체하면 흐름이 이 비회전 조건을 충족하는지 확인할
수 있습니다.속도 전위는 이 파이프 흐름과 같은 3차원 흐름에 적용되는 반면, 흐름 함수는 질량 보존으로 인한 2차원 흐름에만 적용됩니다.
비압축성 흐름에서 연속성 방정식은 속도 벡터의 발산이 0이어야 합니다.
속도 전위를 대체함으로써 이 조건은 비점성 흐름, 비압축 흐름 및 비회전 흐름을 제어하는 핵심 미분 방정식인 라플라스 방정식이 됩니다.
원통형 좌표에서 라플라스 방정식은 방사형, 각도형 및 축 변형을 조정합니다. 파이프 벽의 경계 조건으로 이 방정식을 풀면 흐름에 대한 잠재적 속도가 정의됩니다.
이로부터 전체 속도 필드는 공간 도함수를 취하여 결정되어 파이프 내부의 흐름 패턴을 나타냅니다.
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