2.欧拉法
2025年10月13日
2.欧拉法
欧拉法也叫局部法,它不是追踪每个流体质点,而是研究流场中的每个坐标点,即空间几何点处的运动流体的物理参数随时间的变化规律。也就是说,欧拉方法是将整个流场用三维的网络分成无数的小区域(空间点),在每个点上测试记录一个流体质点通过时的速度、加速度以及压力、密度等。汇集同一时刻所有空间点的记录值,即可描绘出这一时刻流场的动态;再把各时刻的动态连续地综合起来,就可描绘出整个流场的全部运动状态。
在欧拉法中,流体质点从什么地方开始运动,又会经过哪里,到达什么位置,都没有给予直接的解答,它只确定流体质点的运动参数随时间及空间位置的变化关系。因此,流场中流体质点的速度U及其在直角坐标系中的分量u,v,w,均可以表示为空间坐标(x,y,z)和时间t的函数,即

写成投影式为

同理,其他物理参数也可以表示为

在以上各式中,将x,y,z视为自变量(通常称为欧拉变数),t作为参变量。对某一时刻,这些函数表示速度、压力、密度在流场空间的分布规律。若对于某一特定点(该点坐标x,y,z是某定值),这些函数又反映出在该点处速度、压力、密度随时间变化的规律。
根据连续性假设,可知这些函数都是空间坐标(x,y,z)和时间t的连续可微函数。将速度函数对时间求全导,即得加速度。