毕业论文

打赏
当前位置: 毕业论文 > 数学论文 >

等熵相对论欧拉方程组零压流体的Riemann问题(2)

时间:2017-02-26 17:35来源:毕业论文
其中 是理想流体的密度, 速度, 压力, 比熵和能, 是坐标 的函数,且内能与速度和内能 的关系如下 Euler方程组是非线性双曲守恒律最重要的例子之一,它最


 
其中 是理想流体的密度, 速度, 压力, 比熵和能, 是坐标 的函数,且内能与速度和内能 的关系如下
Euler方程组是非线性双曲守恒律最重要的例子之一,它最大的特点和困难在于解中会出现间断现象. 所以Euler方程组的研究长期以来为人们所重视,并且对其一文问题的研究已经形成了系统与完整的理论.

1.2  相对论流体力学与相对论Euler方程
相对论流体力学是一门交叉学科, 涉及多种理论和应用领域, 它和天体物理学、宇宙学、等离子体物理学、核物理学中的重离子反应等多种学科关系密切, 并伴随着这些学科的发展而发展起来. 相对论流体力学包含了经典(Newton)流体力学, 后者只是前者在引力场很弱, 速度很低(与光速比较), 压力不大, 温度不高等条件下的近似. 考察流体运动时, 如果流体的宏观速度接近于光速, 就必须考虑相对论效应. 同时, 我们还会看到, 即使流体的宏观速度没有达到必须考虑相对论效应的程度, 但如果流体粒子的微观速度很大, 相对论效应也不能忽略.
在理论方面, 从Einstein建立相对论的早期开始, 研究相对论流体力学运动规律的任务就已经提出来了. 例如Einstein在其 [1]中就曾指出:可根据场方程建立无摩擦绝热流体的Euler方程组. Taub在1948年得到一些重要的基本理论. Landau和Lipshitz在其[9]中用一章专门来阐述相对论流体力学的基础.Lichncrowicz于1967年出版了他的专著《相对论流体力学和磁流体力学》一书, 此书系统论述了相对论流体力学的理论基础. Weinberg在他的名著《引力论和宇宙论》一书中也有不少地方叙述相对论流体力学.但真正对相对论流体力学的研究, 起步却较晚, 直至1970年才举行了第一次关于相对论流体力学的国际研讨会. 此后的二十多年中, 随着相对论本身的深入研究和天体物理学, 等离子物理及核物理等的发展需要, 这方面的研究才得到了相应的发展, 并取得了重大的进展.
相对论流体力学中Euler方程组的推导过程如下:
 时空中理想流体的能量-动量张量
           (1.1)
其中 表示平直的 时空的度量矩阵, 且
     
 表示固有坐标系下的质量能量-密度, 表示压力, 表示四文速度为 ,这里 是固有的时间间隔, 表示 时空中的自变量,且  表示光速. 如果流体的速度为 ,则其满足
           (1.2)
且满足 这一限制条件.
对于相对论流体而言,质量不再守恒,但是粒子数守恒,假设固有参考系里单位体积的粒子个数为 ,容易得到一般参考系的粒子数守恒方程
                            (1.3)
如果对(1.1)两边关于自变量 两边取散度得
                             (1.4)
具体地,(1.3)结合(1.4)得到如下三文相对论欧拉方程组的方程模型              (1.5)
其中 表示关于空间变量 求散度。上述方程中第一个方程表示粒子数守恒方程,第二个方程表示动量守恒方程,(因为速度为向量,它其实包含三个方程),第三个方程为能量守恒方程。
此外,质量-能量密度和粒子数满足如下的关系
                                                   (1.6)   等熵相对论欧拉方程组零压流体的Riemann问题(2):http://www.751com.cn/shuxue/lunwen_3418.html
------分隔线----------------------------
推荐内容