Navier-Stokes-ligningene

I denne artikkelen vil vi utforske Navier-Stokes-ligningene og dens innvirkning på dagens samfunn. Siden fremveksten av Navier-Stokes-ligningene har det skjedd en betydelig endring i måten folk samhandler med hverandre og verden rundt dem på. Gjennom årene har Navier-Stokes-ligningene spilt en avgjørende rolle i ulike aspekter av hverdagen, fra måten vi kommuniserer på til måten vi bruker informasjon på. I denne forstand er det viktig å forstå innflytelsen til Navier-Stokes-ligningene i vårt nåværende samfunn og reflektere over implikasjonene for fremtiden. I løpet av de neste sidene vil vi undersøke i detalj hvordan Navier-Stokes-ligningene har transformert måten vi lever, jobber og forholder oss på, samt mulighetene og utfordringene dette utgjør for den moderne verden.

Navier–Stokes-ligningene, oppkalt etter Claude-Louis Navier og George Gabriel Stokes, er en ligning som beskriver bevegelse av viskøse væsker og gasser. Ligningen er en ikke-lineær, partiell differensialligning.

Vektorligningen er

For et newtonsk fluid kan leddet erstattes med , der er den dynamiske viskositetskonstanten for fluidet.

Kartesiske koordinater

Ved å skrive ut komponentene i vektorligningen over får vi følgende ligninger for impulsen i 3-D,

For en ikke-kompressibel væske gir kontinuitetsligningen:

Sylinderkoordinater

Et variabelskifte på ligningssettet i kartesiske koordinater gir impulsligningene for r, θ, og z:

Kontinuitetsligningen gir:

Kulekoordinater

Kontinuitetsligningen gir: