[流体力学]描述流体运动的方法:拉格朗日法和欧拉法

拉格朗日方法与欧拉方法 理解拉格朗日方法与欧拉方法的区别 阅读详情
AI摘要

拉格朗日法关注流体质点,跟踪其随时间的运动轨迹,而欧拉法则固定坐标点,研究流体场在该点的性质变化。两者在描述流体运动时,x, y, z 坐标相同,但变量关系不同。拉格朗日表述用初始位置参数,欧拉描述则直接用坐标表示。

拉格朗日法和欧拉法都是描述流体质点物理量的方法。
他们的区别在于,
拉格朗日法研究某个流体质点,这个质点是在流动的;
欧拉法研究流体场的某一点,这是一个固定的坐标点。

他们的共同点在于,两种描述下的x,y,z是同一个坐标系下的坐标

为了直截了当地区分两种方法,我们可以尝试将
位置x,y,z
速度u,v,w
加速度ax,ay,az
在两种描述下的表达式写出来,如图1

写拉格朗日表述的时候,很容易写出,毕竟我们使用初始位置a,b,c标记某个质点
x=x(a,b,c,t)
y=y(a,b,c,t)
z=z(a,b,c,t)
但是当你写欧拉描述的时候,你是否想到,”与拉格朗日描述中a,b,c相对应的是x,y,z,所以应该写成”
x=x(x,y,z,t)
y=y(x,y,z,t)
z=z(x,y,z,t)
但是,其实这里的x,y,z就是相互独立的了,相互独立的变量之间的函数会很奇怪,因为实际上只写成
x=x
y=y
z=z
就好了。或者说本来欧拉描述中的变量x,y,z就是坐标系的坐标

在这里插入图片描述图1
在这里插入图片描述图2

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