Kapitel 4. Differentialrelationer. Repetition Energiekvationen Vorticitet Strömfunktionen Hastighetspotential Potentialströmning

Relevanta dokument
Differentialrelationer. Repetition Energiekvationen Vorticitet Strömfunktionen Hastighetspotential Potentialströmning

Bevarandelagar för fluidtransport, dimensionsanalys och skalning. Approximativa metoder för analys av komplexa fysiologiska flöden

Approximativa metoder för analys av komplexa fysiologiska flöden

Aerodynamik och kompressibel strömning

Bevarandelagar för fluidtransport, dimensionsanalys och skalning (Kapitel 3)

Kapitel 3-4. Kapitel 3, Integralrelationer repetition energiekvationen. Kapitel 4, Differentialrelationer

Bevarandelagar för fluidtransport, dimensionsanalys och skalning (Kapitel 3)

Introduktion till turbulens och turbulenta gränsskikt

A. Egenskaper hos plana figurer (MTM458)

Bevarandelagar för fluidtransport, dimensionsanalys och skalning

Kapitel 8. Kap.8, Potentialströmning

Energitransport i biologiska system

BERNOULLIS EKVATION. Friktionsfri strömning, Eulers ekvation på vektorform:

9. Magnetisk energi Magnetisk energi för en isolerad krets

Formelsamling i Hållfasthetslära för F

Kap.9, Kompressibel strömning

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

Kap.9, Kompressibel strömning

Textil mekanik och hållfasthetslära

(14 januari 2010) Vad representerar de två sista termerna? Illustrera ingående storheter i figur.

6 2D signalbehandling. Diskret faltning.

Matematik F-klass. vår-terminen. Anneli Weiland Matematik F-klass VT 1

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 2 OBS! En fullständig lösning måste innehålla en figur!

Lösningar/svar till tentamen i MTM060 Kontinuumsmekanik Datum:

Linköpings Universitet IFM Kemi Formelsamling för Fysikalisk kemi Termodynamik, Spektroskopi & Kinetik. 2 van der Waals gasekvation

9. Magnetisk energi Magnetisk energi för en isolerad krets

9. Magnetisk energi [RMC 12] Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 9.1

1 Potenitallösningen för strömningen kring en cylinder

1. För tiden mellan två besök gäller. V(X i ) = 1 λ 2 = 25. X i Exp (λ) E(X i ) = 1 λ = 5s λ = 1 5

Miniräknare, passare, gradskiva och linjal. 50 poäng

Tentamen i mekanik TFYA kl. 8-13

Ö D W & Ö Sida 1 (5) OBS! Figuren är bara principiell och beskriver inte alla rördetaljerna.

Laborationsuppgift om Hertzsprung-Russell-diagrammet

Parametriska kurvor: Parametriska ytor

Formelsamling. Elektromagnetisk fältteori för F och Pi ETE055 & ETEF01

LÖSNINGAR TILL. Räkningar: (z i z) 2 = , Δ = z = 1 n. n 1. Konfidensintervall:

(14 januari 2010) 1.2 Ge en praktisk definition av en fluids densitet. Illustrera med figur.

Lösningar/svar till tentamen i MTM113 Kontinuumsmekanik Datum:

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM234 och FFM232)

Lösningar till Kaströrelse magnetism Växelström. Kaströrelse. sin. G1.v y = 4,6 sin 21 o g t ger. v y = (4,6 sin 21 o 9,82 2,3) m/s = 20,9 m/s

= 1 E {σ ν(σ +σ z x y. )} + α T. ε y. ε z. = τ yz G och γ = τ zx. = τ xy G. γ xy. γ yz

Tekniska Högskolan i Linköping, IKP Tore Dahlberg TENTAMEN i Hållfasthetslära grk, TMHL07, kl 8-12 DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel) LÖSNINGAR

Föreläsning 15: Faktorförsök

1.15 Uppgifter UPPGIFTER 21. Uppgift 1.1 a) Visa att transformationen x i = a ikx k med. (a ik ) =

Lösningar/svar till tentamen i MTM113 Kontinuumsmekanik Datum:

Fuktiga området, överhettad ånga,gas MTF 090

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

LÖSNINGAR. TENTAMEN i Hållfasthetslära grk, TMHL07, kl DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel)

Re baseras på medelhastighet V samt hydraulisk diameter D h, Re = Re Dh = ρv D h. , D h = 4 A P. = V D h ν

har ekvation (2, 3, 4) (x 1, y 1, z 1) = 0, eller 2x + 3y + 4z = 9. b) Vi söker P 1 = F (1, 1, 1) + F (1, 1, 1) (x 1, y 1, z 1) = 2x + 3y + 4z.

Samtliga Härledningar och Bevis inom Termodynamik för T2. Tony Burden Institutionen för mekanik, KTH, Stockholm

1.8 Beskriv aerodynamiskt skillnaden mellan en trubbig kropp (eng. blunt or bluff body) och en slank kropp (eng. slender or streamlined body).

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL En tillståndsmodell ges t.ex. av den styrbara kanoniska formen: s 2 +4s +1.

Miniräknare, passare och linjal. 50 poäng

Stokes sats och dess motsvarigheter i vektoranalysen

9.1 Kinetik Rotation kring fix axel Ledningar

Bra tabell i ert formelblad

τ ij x i ρg j dv, (3) dv + ρg j dv. (4) Detta samband gäller för en godtyckligt liten kontrollvolym och därför måste det + g j.

Stokes sats och dess motsvarigheter i vektoranalysen

TYP-TENTAMEN I TURBOMASKINERNAS TEORI

Kap Inversfunktion, arcusfunktioner.

en observerad punktskattning av µ, ett tal. x = µ obs = 49.5.

DIMENSIONSANALYS OCH LIKFORMIGHETSLAGAR

FORMELSAMLING. Produktionsteknik

P R O B L E M

Mekanik FK2002m. Repetition

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen i Termodynamik och Statistisk fysik för F3(FTF140)

Teori för flervariabelsanalys

Enzymkinetik. - En minskning i reaktantkoncentrationen per tidsenhet (v = - A/ t)

TENTAMEN I TURBOMASKINERNAS TEORI

Tekniska Högskolan i Linköping, IKP Tore Dahlberg TENTAMEN i Hållfasthetslära; grk, TMMI17, kl DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel)

TATM79: Föreläsning 5 Trigonometri

Kvantmekanik II (FK5012), 7,5 hp

KAP. 2 Kinetiska egenskaper (gäller både dispersioner och lösningar av makromolekyler)

Sammanfattning av formler i balkteoripärm PJG,

2.5 Partiella derivator av högre ordning.

Vektorer En vektor anger en riktning i rummet (eller planet) och en längd (belopp). Vektorer brukar ritas som pilar, Vektoraddition

K2 Något om modeller, kompakthetssatsen

Vektoranalys I. Anders Karlsson. Institutionen för elektro- och informationsteknik

Formelsamling för komponentfysik. eller I = G U = σ A U L Småsignalresistans: R = du di. där: σ = 1 ρ ; = N D + p n 0

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tenta svar. E(r) = E(r)ˆr. Vi tillämpar Gauss sats på de tre områdena och väljer integrationsytan S till en sfär med radie r:

Övningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Tryckfel i K. Vännman, Matematisk Statistik, upplaga 2:13

Teori- och räkneuppgifter

Institutionen för tillämpad mekanik, Chalmers tekniska högskola TENTAMEN I HÅLLFASTHETSLÄRA F MHA MAJ 2011

Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys. Lösningsförslag till tentamen Måndagen den 5 juni 2017 DEL A

TENTAMEN I HÅLLFASTHETSLÄRA FÖR F (MHA081)

Tentamen: Lösningsförslag

7,5 högskolepoäng. Provmoment: tentamen Ladokkod: TT081A Tentamen ges för: Högskoleingenjörer årskurs 1. Tentamensdatum: Tid:

Appendix A: Differentialoperatorer i olika koordinatsystem

Lösning: ε= δ eller ε=du

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Transkript:

Differentialrelationer Reetition Energiekationen orticitet Strömfnktionen Hastighetsotential Potentialströmning

Reetition, Kaitel 3 Bernollis tidgade ekation förlster 1 1 1 s f g g α α Korrektionsfaktor, se sid. 179-180 ( ) ( )da n g h d g dt d W W Q CS C ss s Ω 1 ˆ 1 ˆ Energiekationen Antag inkomressibel, stationär och endimensionell strömning

Reetition, Kaitel 3 1 1 1 g1 g s ˆ 1 Antag n: 1. Stationär strömning, inget tidsberoende. Inkomressibel strömning, lågt Machtal (mindre än 0.3) 3. Friktionsfri strömning, inga förlster 4. Strömning längs en strömlinje 5. Inget aelarbete 6. Ingen ärmeöerföring 1 1 g g Bernollis ekation: 1 1 1 ( q)

Reetition, Differentialrelationer Betraktelsesätt: Lagrange: Följer med flidartikel Eler: Fit läge i rmmet Materiella deriatan: accelerationen kan skrias som Lokal acceleration D Dt t (, t), 0, 0 0 (,, t), a a t konekti acceleration t D Dt t ( )

Reetition, Differentialrelationer Kontinitetsekationen: t ( ) 0 Imlsekationen: I -led: Lokal acceleration t D Dt konekti acceleration g g τ graitation trckkraft τ τ iskös kraft τ

Reetition, Deformation a ett flidelement Translation: Rotation: Skjning: olmändring:

Reetition, Differentialrelationer Ytkrafter Sänningstensorn: σ σ σ σ ij τ τ τ τ τ τ τ τ τ σ σ σ σ σ σ

Reetition, Deformation a ett flidelement t t dβ d dα d t d d t

Reetition, Deformation a ett flidelement t Deformationshastighet: Små inklar ger: 1 dα dβ ε dt dt d dα dt d1 dt dβ dt 1 dt t dβ dα d d d t d t

Deformation a ett flidelement Reetition, Låt dt d dt d dt β α 0 I en netonsk flid beror sänningen linjärt å deformationshastigheten ε µ τ ( ) om inkomressibel 0 3 ij ij ij δ µ µε τ ij µ τ namisk iskositet d t t d d t t d dα dβ

Reetition, Differentialrelationer Imlsekationen: τ g Dt D g t µ g t µ g t µ Kan för inkomressibel strömning a en netonsk flid skrias: g Dt D µ Naier-Stokes ekationer

Energiekationen: Differentialrelationer Från kaitel 3: ( ) ed e ( n)da Gör å samma sätt som för kontinitet, ilket ger: ( e) ( ζ ) ( ζ ) ( ζ ) t Q W s Notera att 0 W s W ss d dt C Ω CS dd Q t ingen aeleffekt om C är mcket liten W ζ e

Differentialrelationer Energiekationen: Anänd kedjeregeln: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) dd t t e t e W Q ζ ζ ζ kontinitet Efter en del förenklingar fås: ( ) dd Dt De W Q

Differentialrelationer Energiekationen: ärmeflöde Försmma strålning och antag endast kondktion genom CS Foriers lag: q k T Gör å samma sätt i alla riktningar och titta å nettoflödet q T k q q d d Q q q q dd qdd Inför Foriers lag: Q ( k T )dd

Differentialrelationer Energiekationen: isköst arbete Från ka.3: ( τ τ τ ) Gör å samma sätt som för ärmeflödet W dd d ( τ )dd d

Differentialrelationer Energiekationen: ( ) ( ) ( ) τ T k Dt De Skri om iskös term: ( ) ( ) ( ) T τ τ τ iskös dissiation, alltid ositi ( ) Φ T µ τ För inkomressibel netonsk flid:

Differentialrelationer Hela ekationssstemet: Kontinitet t ( ) 0 Imls D Dt g τ Energi De τ Dt ( ) ( k T ) ( )

Differentialrelationer För inkomressibel strömning, netonsk flid med konstant densitet, iskositet och kondktiitet: Kontinitet Imls Energi Dt c DT Dt 0 D g µ k T ( T τ ) Eemel å randillkor ägg: ägg T T ägg (alternatit secificeras ärmeflödet) Utlo: t n eller 0

Differentialrelationer Rotation/orticitet Definition: ( ) ζ ω rot,, För D-strömning: (,,0) 0,0,

orticitet Rotation/orticitet t t dβ d dα d t d d t

Rotation a ett flidelement inkelhastighet: dt d dt d β α ω 1 Små inklar ger: dt d ddt d 1 α dt dt d 1 β d t t d d t t d dα dβ

t Rotation a ett flidelement Låt dα dt 0 dt dβ dt 1 inkelhastigheten ω 1 På samma sätt: ω 1 ω 1 1 ϖ rot ( ) ( ) orticitet: ζ ω ω ω Notera att i D-fallet är 0 t dβ d dα d d t Strömningen kallas rotationsfri om ζ 0 d t

Fråga: Kan en irel ara rotationsfri?

Strömlinje och strömfnktion:, Differentialrelationer Definition: Strömlinje är en linje till ilken strömningen alltid är arallell d d 0

Strömfnktionen Strömfnktionen: Kontinitet 0 Inför strömfnktionen ( ), ψ 0 ψ ψ För tådimensionell, stationär och inkomressibel strömning gäller: Imls 1 ν 1 ν 0 ψ ψ Idén är att redcera antalet obekanta och ekationer

Strömfnktionen 0 ψ ψ Jämför med 0 ψ ψ Hastighetskomoneterna kan n skrias som Tag n rotationen a imlsekationen Dt D µ ψ ψ ψ ζ

Strömfnktionen Rotationen a imlsekationen ger ψ ψ ( ) ( ) ψ ψ ν ( ψ ) i har alltså redcerat antalet ariabler men den ekation i fått är mera komle och med högre ordnings deriator

Strömfnktionen CS Relation till olmflödet: dq olmflödet: dq ( n )da da bds ψ ψ dq,, ds ψ d ψ b d ds bdψ bds olmflöde er breddenhet: ( ) 1 1 ds ψ Q n ds b ψ d 1 dψ ψ n ψ d,, 0 ds ds

Strömfnktionen ψ CS Relation till olmflödet: olmflödet: dq ( n )da da bds dq bdψ ψ 1 1 Q b olmflöde er breddenhet: ( ) 1 1 ψ n ds ψ 1 dψ ψ ψ

Friktionsfri strömning Dt D g µ µ 0 D Dt g Elers ekation Ger Bernollis ekation om den integreras längs strömlinje, se sid. 59 Friktionsfri och rotationsfri strömning: Om strömningen är rotationsfri φ,,, t ( ) 0 kan hastighetsotentialen definieras φ φ φ φ (,, ) φ,, φ φ φ

Friktionsfri strömning Friktionsfri och rotationsfri strömning: För D-strömning: ψ ψ φ φ Strömlinjer och otentiallinjer alltid inkelräta mot arandra Friktionsfri och rotationsfri strömning kallas otentialströmning

Potentialströmning Elementarfall ilka kan kombineras för att skaa andra strömningar: 1. Parallellströmning: ψ U φ U φ U ψ

Potentialströmning. Linjekälla/sänka: ψ mθ φ mln r Strrkan m Q πb

Potentialströmning 3. Linjeirel: ψ K ln r φ Kθ irelstrrkan

Potentialströmning Seronering a elementarfall, eemel: Källasänka

Potentialströmning Seronering a elementarfall, eemel: Parallellströmning källa Rankinehalkro

Potentialströmning Seronering a elementarfall, eemel: Parallellströmning källa sänka Rankineoal Bilderna är skaade i Ideal Flo Machine, finns å htt://.aoe.t.ed/~deenor/aoe5104/ifm/ifm.html