柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(1)

如上图所示柱面坐标系下的无限小的固定控制体,其流体速度可分解在三个坐标轴方向,即

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(2)

r方向进入控制体的质量流量为:

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(3)

流出的质量流量为:

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(4)

净质量流量为:

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(5)

同理方向控制体的净质量流量:

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(6)

Z方向控制体的净质量流量:

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(7)

三个方向净流量结合雷诺输运定理进行整理

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(8)

整理得

柱坐标系中连续性方程的表达式(柱面坐标系下流体连续性方程推导)(9)

参考文献:

  1. White F M. Fluid Mechanics, in SI Units[J]. 2016.
  2. Anderson J D, Wendt J. Computational fluid dynamics[M]. New York: McGraw-Hill, 1995.
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