Küsimus:
Kuidas leiti üldse Navier-Stokesi võrrandid, kui me ei suuda neid lahendada?
Disgusting
2017-10-14 17:02:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lugesin ette Clay Instituudi aastatuhande auhindu matemaatikas.

Ja ma märkasin, et Navier-Stokesi võrrandeid kirjeldati minimaalselt mõistetavatena.

Niipalju kui mulle mõni nädal tagasi füüsikat õpetati (SCQF-i tase 6), on neid kasutatud, kuid neile on kolmes dimensioonis raske lahendusi leida, kuna need nõuavad võrrandite keerukuse tõttu suures koguses arvutusvõimsustja nii kasutatakse lähendusi.

Kuidas võrrandid üldse avastati, kui me ei suuda neid lahendada?

Navier-Stokesi võrrandid on vaid Newtoni 2. seaduse transkriptsioon kontiinumi mehaanikale.
Nad on ** väga kaugel ** sellest, et neid * mõistetaks minimaalselt *!(Nii matemaatiline kui ka füüsiline) kirjandus on väga rikkalik ja käsitleb paljusid NS õppeaineid.Numbrid saavad seejärel lahendada DNS-i (ilma lähendusteta) mõnedes väga vahelduvates turbulentsetes juhtumites miljardite võrgupunktidega.
@VladimirF ilma lähendusteta?Numbrid on definitsiooni järgi iseenesest lähendused - olenemata sellest, kui peen võrk on.
@Ruslan Muidugi, ma arvasin, et see on mõistes * numbriline lahendus * nii ilmne, et arvasin, et seda saab kaudselt hoida, kuid ... ma jätsin kirjutamisel vahele sõna täiendav.Asi on selles, et DNS-i mõne lahendamata skaala kohta pole võrranditesse lisatud täiendavaid lähendusi.
Võimalus midagi väljendada üldise võrrandina (või võrrandisüsteemina) ei ütle midagi selle võrrandi lahendamise lihtsuse kohta.Näiteks on Newtoni gravitatsiooniseadus üsna lihtne, kuid kolme keha probleemile pole ikka veel üldist lahendust.
Ma ei saa aru küsimuse eeldusest.Iga kord, kui lahendate võrrandi, peab see võrrand juba käes olema.Iga "avastatud" võrrand avastatakse tingimata enne selle lahendamist.(Vähemalt, kui te ei alga väärtusest "$ x = 4 $" ja hakkate tagasi liikuma, nt $ x ^ 2-8x + 16 = 0 $ ja nii edasi.) Probleemide väljamõtlemine on alati lihtsam kuineid lahendada.
Samuti ei saa ma aru küsimuse eeldusest.Võrrandid on lihtsalt sõltumatud meie võimest neid lahendada.Ma sõnastaksin küsimuse täielikult ümber selliseks: "Kuidas võrrandid üldse avastati? Miks me ei suuda neid lahendada isegi pärast nii pikka aega nende avastamist ja pärast arvutite leiutamist?".Või midagi sellise vaimuga.
Viis vastused:
CR Drost
2017-10-15 07:58:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tahtsin lihtsalt anda konkreetsema ülevaate sellest, kuidas me neid võrrandeid tunneme, kuigi meil on nende kohta analüütiliste teoreemide tõestamisega probleeme.

Kosmoses liikuvad asjad

Mõelge mis tahes ruumile jaotatud asjadele (nagu ka konserveeritud kogustele). Me teame, et saame seda kirjeldada ajast sõltuva tihedusväljaga $ \ rho (x, y, z, t) $ nii, et igal väikesel helitugevusel $ dV $ on sel hetkel mingi kogus asju $ \ rho ~ dV $. Samuti teame, et see kraam võib aja jooksul ringi liikuda ja käsitleme seda ametlikult öeldes, et tahame teada voogu läbi väikese tasase pinna $ dA, $, mis on suunatud $ \ hat n $ suunas: see see tähendab, et pind on $ \ hat n $ suhtes normaalne ja "positiivne" voog toimub $ + \ hat n $ suunas. Kombineerituna on see vektor $ d \ mathbf A = \ hat n ~ dA $ ja seal on mõni vektorväli $ \ mathbf J (x, y, z, t) $, nii et selle ala kaudu voolav kraami kogus aeg $ \ delta t $ on $ \ delta t ~ d \ mathbf A \ cdot \ mathbf J (x, y, z, t). $ Koos $ \ rho $ ja $ \ mathbf J $ teame peaaegu kõike. Kuna kraam on konserveeritud, võime öelda, et selles mahus $ dV, $, kui kasti kraami kogus muutub, siis kas sellepärast, et kasti külgedesse või väljapoole voolas netovoog, seega teeme mõnda $ \ iint d \ mathbf A \ cdot \ mathbf J $, mis Gaussi teoreemi järgi osutub lihtsalt $ dV ~ \ nabla \ cdot \ mathbf J, $ või muidu tuli see väljastpoolt süsteem, mida uurime, seega on mingi termin $ dV ~ \ Phi $. Selle samastamine lahtrisse $ dV ~ (\ osaline \ rho / \ osaline t) $ annab lihtsa algvõrrandi $$ {\ osaline \ rho \ üle \ osalise t} = - \ nabla \ cdot \ mathbf J + \ Phi. $$ Nüüd, kui meil on vooluväli $ \ mathbf v (x, y, z, t) $, mis määrab vedeliku voolamise, on kõige domineerivam transporditermin see, et kast voolab allavoolu, $ \ mathbf J = \ rho ~ \ mathbf v + \ mathbf j $ mõningate kõrvalekallete korral $ \ mathbf j. $ Tavaliselt tuleneb peamine kõrvalekalle siis Ficki seadusest, et vool on proportsionaalne tiheduse erinevusega külgnevad punktid, $ \ mathbf j = -D ~ \ nabla \ rho, $ kuid seal võib olla ka keerulisemaid termineid; eriti näeme siin survet.

Hoogu säilitamine

Põhipunkt on siin see, et $ p_x $, mis on $ x $ -direktiivi impulss, on värk. See on teadaolev konserveeritud kogus. See on konserveeritud Newtoni kolmanda seaduse otsese tulemusena, mis Emmy Noetheri tähistatava teoreemi kohaselt osutub samaks väitega, et füüsikaseadused on positsioonil $ x $ samad, kui nad on "füüsikaseaduste" sobiva määratluse jaoks positsioonil $ x + \ delta x $. Oleme selles üsna kindlad ja oleme üsna kindlad, et ka vedeliku enda impulss $ x $ -direktsioonis tuleb seetõttu säilitada ja see on $ \ rho ~ v_x $, kus ma nihutan definitsioone teile natuke : $ \ rho $ viitab nüüd massi tiheduse väljale ja $ v_x $ viitab endiselt vedeliku kiirusele $ x $ -direktiivis.

Nüüd on ajaühiku hoog, mis meie sõnul on $ $ mathbf J \ cdot d \ mathbf A $, jõud . Seetõttu on $ \ mathbf J $ selles kontekstis loomulikult jõud pindalaühiku kohta. Nüüd teame, et Newtoni viskoossete jõudude väljend oli tegelikult kirjutada $ F_x = \ mu ~ A ~ v_x / y $, kus ma liigutan vedeliku pinda kiirusega $ v_x $ risti kaugusel $ y $ kohast kus seda paigal hoitakse; see ei üllata teid üldse, kui näete, et see on väga sarnane Ficku seadusega ja selle saab kirjutada lihtsalt $ \ mathbf j_ \ text {viscosity} = - \ mu ~ \ nabla v_x. $ Sellele tuleb lisada ka rõhu mõju, kuna rõhu langetamine juhib ka vedeliku liikumist; seda on natuke raskem põhjendada, kuid see võtab kuju, et võime ette kujutada pidevat voogu $ x ~ -suunas $ p ~ \ hat x $ ja siis selle voo kõrvalekalded muudaksid impulssi ühiku kohta aeg $ - \ osaline p / \ osaline x $ selle lahknemise termini kaudu. (See on natuke lohakas viis näidata, et me räägime stressitensorist ja osa sellest on $ p ~ \ mathbf 1 $, identiteedimaatriks korrutatuna survega.) Nende ühendamine kaks $ $ mathbf j $ komponenti on meil olemas $$ {\ osaline \ üle \ osaline t} (\ rho ~ v_x) = - \ nabla \ cdot (\ rho ~ v_x ~ \ mathbf v - \ mu \ nabla (v_x)) - \ frac {\ osaline} \ osaline x} + \ Phi_x. $$ Väline panus $ \ Phi $ pärineb jõududest, mis mõjutavad vedelikku väljastpoolt, nagu raskusjõud.

Navier-Stokesi võrrandites on Millenniumi auhind piirdunud oluliselt lihtsama juhtumiga, kus $ \ nabla \ cdot \ mathbf v = 0 $ ning $ \ rho $ ja $ \ mu $ on konstantsed, mida me nimetame "kokkusurumatuteks" voolu. " See on üldiselt kehtiv eeldus, kui suhtlete vedelikuga kiirusega, mis on palju väiksem kui selle vedeliku helikiirus; siis liigub vedelik pigem endast eemale kui surutakse ühte kohta kokku. Sellisel juhul võime kõigist ruumiderivaatidest $ \ rho $ välja vahetada ja seejärel jagada, nii et ainus mõju on kirjutada $ \ nu = \ mu / \ rho $ ja $ \ lambda = p / \ rho $ ja $ a_x = \ Phi_x / \ rho $, kõrvaldades võrrandist massiühiku. $ V_x $ jaoks on meil spetsiaalselt $$ {\ osaline v_x \ üle \ osaline t} + \ mathbf v \ cdot \ nabla v_x - \ nu \ nabla ^ 2 v_x = - \ frac {\ osaline \ lambda} {\ osaline x} + a_x, $$ ja siis saame laiendada ülaltoodud analüüsi ka suundadele $ y, z $, $$ \ dot {\ mathbf v} + (\ mathbf v \ cdot \ nabla) \ mathbf v - \ nu \ nabla ^ 2 \ mathbf v = - \ nabla \ lambda + \ mathbf a. $$ See on versiooni versioon Millierium Prize'is kirja pandud Navier-Stokesi võrrandid; meil on selle kohta väga sirgjooneline seletus: "Hoogu voolab väikses kastis, mis voolab allavoolu kokkusurumatus homogeenses Newtoni vedelikus, täielikult tänu vedeliku viskoossusest tingitud impulssi levikule Ficki seaduse järgi, millele lisandub jõud, mis tuleneb vedeliku viskoossusest. rõhugradiendid vedeliku sees, millele lisanduvad välise maailma poolt rakendatavad jõud. "

Miks see võrrand on?

füüsika mõistmine selle võrrandini jõudmise kohta ei ole kahtluse all. Kaalul on selle võrrandi matemaatika , eriti see $ (\ mathbf v \ cdot \ nabla) \ mathbf v $ termin, mis sisaldab $ \ mathbf v $ kaks korda ja muudab seeläbi mittelineaarne osaline diferentsiaalvõrrand: antud kaks kehtivat voovälja $ \ mathbf v_ {1,2} $, üldiselt $ \ alpha \ mathbf v_1 + \ beta \ mathbf v_2 $ ei lahenda see võrrand, eemaldades tööriistakastist meie kõige võimsama tööriista.

Mittelineaarsust osutub üldiselt uskumatult raskesti lahendatavaks ja Clay Mathematics Instituut annab miljoni dollari suuruse preemia kõigile, kes lõhuvad mittelineaarset diferentsiaalvõrranditeooriat piisavalt tugevalt, et saaksid vastata ühele põhilisemale matemaatilisele küsimusele need Navier-Stokesi võrrandid, mis on nende uue teoreetilise tööriistakomplekti "kõige elementaarsem näide".

Savi auhindade idee seisneb selles, et need on spetsiifilised probleemid (mis on oluline lahenduse eest auhinna määramisel!), kuid näivad eeldavat võimsaid uusi üldisi ideid mis võimaldaks meie matemaatikal minna kohtadesse, kuhu see pole ajalooliselt suutnud minna. Näete seda näiteks jaotises $ \ text {P} = \ text {NP} $, see on väga konkreetne küsimus, kuid sellele vastamiseks näib, et meil oleks vaja paremini hakkama saada "siin on klassifitseeritud kraamikomplekt, millised arvutid oskavad ja siin on mõned asjad, mida arvuti ei suuda tõhusalt teha ", mida keegi pole veel suutnud veenvalt esitada. Uus tööriistakomplekt, mis suudaks selle "rumala väikese" küsimuse lahendada, parandaks seetõttu oluliselt meie võimet töötada arvukate seotud probleemide klassis.

See oli paganama vastus aitäh.Ma arvan, et olen natuke madalam tasemest, mis on vajalik teie kirjutatud matemaatika mõistmiseks, kuid arvan, et mul on palju üldisi mõisteid maas.Tahaksin küsida, mida tähendab tagurpidi kolmnurga sümbol?
@Douglas seda nimetatakse del või nabla ja selle tähendus sõltub kontekstist, vt https://en.m.wikipedia.org/wiki/Del
Nii et see tähendab, et see on sarnane tähega "y" m = mx + c, välja arvatud see, et see kehtib üldiselt kõrgemate mõõtmete ja erinevat tüüpi graafikute / väljade puhul?
Tegelikult on sellel lehel edasi lugedes palju muud.Ma mõtlesin tegelikult seda, et "m" on konkreetne "del" juhtum
@Douglas, mida võib-olla teile koolis õpetati, et v on x tuletis ja a on v või x teine tuletis.Nabla sümbol on tuletatud 3D-s
@CRDrost on võrrand, ehkki seda on raske lahendada, vaid diferentsiaalvõrrand.Miks me ei saaks selle jaoks kasutada Fourier'i teisendust?
@Ooker See on mittelineaarne.
@Ooker Suurepärane küsimus.Fourieri teisenduse kasutamisel pole põhimõtteliselt midagi halba, kuid pidage meeles, et toote Fourieri teisendus saab olema konvolutsioon;eriti $ \ summa_m ~ v_m (x_1, x_2, x_3) ~ \ osaline_m v_n (x_1, x_2, x_3) $ saab summa, mis pakub $ v_m [k_1, k_2, k_3] $ ja $ k_m ~ huvitavaid pöördeidv_n [k_1, k_2, k_3] $.
@VladimirF Olen arvanud, et teisendus on mittelineaarsete võrrandite lineariseerimine.Nii et pöördumise tõttu ei saa me kuhugi minna, kas see on õige?
@Ooker mõnel juhul aitab teisendamine tõesti kaasa.Spektraalsed meetodid näiteks turbulentsis.Kuid Fourieri teisendamine nõuab perioodilist / lõpmatut domeeni.Nii et seda ei saa kasutada keeruka geomeetria jaoks.Isegi lihtne vool üle seina piirdub seinaga paralleelselt teisendatud võrrandite kasutamisega ja peab kasutama selle jaoks tavapäraseid teisendamata võrrandeid.Need on pseudospektrilised meetodid.
@tpg2114 Fourieri teisendamine ei vaja alati perioodilist domeeni, sõltub võrrandist ja piiratud alguse tingimusest.Fourissoni teisendusega (isegi täpselt) saate Poissoni tingimuse lahendada nulli piiril (siinused) või nulli gradiendiga piiril (koosinus).NS-i spektraalne (ja pseudospaktraalne) meetod on numbriline meetod ja on seetõttu mittelineaarsuse tõttu ligilähedane ning oletan, et Ooker tähendas täpseid lahendusi (ja vaadake, kuidas inimesed kaebavad allpool küsimust, et ma ei rõhutanud seda ilmset fakti).
@Ooker Ma arvan, et olete midagi segamini ajanud: me teeme Fourieri teisenduse, et diferentsiaalvõrrandid _liigitada_, ja see töötab täielikult välja ainult siis, kui võrrand _ on_ lineaarne!- Mõnikord on ikkagi kasulik kasutada Fourier'i isegi mittelineaarsete võrrandite korral, kuid enamasti ainult väikeste pertubatsioonide korral konstantsel tihedusel / rõhul (sel juhul on pertubatsioonide võrrandid _ ligikaudu lineaarsed) ja FT rakendamine annab täpse lahenduse korralikud lähendused).
tpg2114
2017-10-14 17:51:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nagu @QMechanic kommentaaris mainis, on Navier-Stokesi võrrandid lihtsalt $ F = ma $, kuid näevad välja palju jubedamad.Eeldades kokkusurumatut vedelikku, on teil:

$$ \ rho \ frac {D u_i} {D t} = - \ frac {\ osaline \ sigma_ {ij}} {\ osaline x_j} + f_b $$

kus $ \ rho $ on tihedus (mass mahuühiku kohta), $ D u_i / D t $ on kiirendus (kirjutatud selguse mõttes pigem Lagrangi kujul, mitte Eulerianina), $ \ sigma $ on Cauchy stresstensor (üldiselt laiendatud jälje surve eemaldamiseks, $ \ sigma_ {ij} = -p \ delta_ {ij} + \ tau_ {ij} $, kus nüüd $ \ tau_ {ij} $ on viskoosne pingetensor),ja $ f_b $ on keha jõud (näiteks gravitatsioon).

Kõik paremal pool on jõudude summa ja vasakul on mass korrutatud kiirendusega.

Chet Miller
2017-10-14 17:50:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Navier Stokesi võrrandid on kombinatsioon Newtoni teisest liikumisseadusest (diferentsiaalvorm) ja Newtoni viskoossusseaduse 3D-versioonist (s.o Newtoni vedeliku mehaaniline konstitutiivvõrrand).

See, mida teile koolis füüsikas õpetati, oli õige.Huvipakkuvate praktiliste probleemide jaoks ei ole palju analüütilisi lahendusi ja sageli on vajalik arvuline lahendus (näiteks arvutusliku vedeliku dünaamika (CFD) kasutamine).Kuid neist on kindlasti hästi aru.

Selene Routley
2017-10-15 08:14:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lisades tpg124 vastusesse ja vastates oma staatuse kaudsele küsimusele:

Kuidas võrrandid üldse avastati, kui me ei suuda neid lahendada?

Võrrandi tähenduse lihtsus ja selgus ning selle võrrandi tagajärgede väljatöötamise keerukus on kaks täiesti erinevat asja. Navier-Stokesi võrrandi puhul on tähendus kristallselge (avaldus Newtoni seadustest) ja võrrandeid sai üles kirjutada kohe, kui selleks olid olemas matemaatilised vahendid. Navier-Stokesi võrrandiga seotud raskusi saab näha, kui laiendame valemi vasakul küljel tuletise Lagrangi vormi tpg124 vastuses; see sisaldab niinimetatud advektsioonitermin $ (\ vec {v}. \ nabla) \ vec {v} $, mis on osa asjaolu arvestamisest, et väli koordineerib asja mille suhtes rakendatakse Newtoni seadusi, liigub välikoordinaatides. See on võrrand vektorvälja voo kohta. See advektsioonitermin on ruutu mittelineaarsus ja see on kõigi võrrandi lahendamisel tekkinud tülide allikas.

Teine väga sarnane füüsikanäide on Einsteini välja võrrand selles mõttes, et sellel on lihtne tähendus ( vaadake minu vastust siin), kuid lahenduste tähendused võivad olla väga peened (nõudes palju praktikat üldise kovariantsuse mõistega) ja seda on kohutavalt vastik lahendada, kuivõrd täpseid lahendusi on vähe ja arvulisi lahendusi võib kohutavalt halvasti käituda, kuni palju arvulist leidlikkust ja puhast teoreetilist arvulist analüüsi - üsna kaugemale pelgalt relatiivsusteooria füüsika tundmisest - tuuakse probleemidele tähelepanu. Selle lihtsasti mõistetava, raskesti lahendatava olukorra toob sel juhul kaasa ka mittelineaarsus: nn jälgede tagurdamise termin $ - \ frac {1} {2} \, R \, g $, kus $ g $ on meetriline tensor ja $ R $ skalaar, mis on nagu $ g $ tuletiste kommutaatori (Lie sulg) topeltjälg. Nii et ka siin on meil kvadraatiline mittelineaarsus. Selle mittelineaarsuse põhjustavad minu muu vastuse all käsitletud võrrandisse kodeeritud samaaegsed geomeetrilised (Bianchi identiteet) ja energia-impulsimäära säilitamise tähendused. Numbriline relatiivsusteooria sai tõepoolest alguse alles 1980. aastatel - seitsekümmend aastat pärast teooria postuleerimist -, kuna vajalik arvuti jõud jõudis võrku, et inimesed saaksid edendada arvuliste probleemide taltsutamise õppimise rasket tööd.

Arvestades süsteemi võrrandit ilma arvutita, kas saame selle käitumise kohta midagi öelda?Kas võrrandi teadmine ilma lahenduseta aitab meil seda paremini teada?
Jah, mõnikord, kuigi see on keeruline ja sageli võime öelda vähem kui sooviksime.Ntasümptootilised meetodid võivad näidata lahenduste käitumist eripunktide, näiteks lõpmatuse läheduses.Stephen Hawking sai oma Nobeli preemia just sellise töö eest - mõeldes välja teatud raskusjõu võrrandite lahendite klasside üldine käitumine.
@AntonTykhyy ah, sa mõtled midagi sarnast iseloomulike võrranditega?
@Ooker Muidugi.Näiteks * lineaarsetes * süsteemides on meil tohutu teooria - valdav osa funktsionaalsest analüüsist: operaatoriteooria, spektriteooria, probleemide klassid, millel teadaolevalt on täiesti diskreetsed spektrid, seega on lahendused lahendatavad üldistatud Fourieri seeriatesse, jaotusteooria....... nimekiri on lõputu ja teadmised lahenduste käitumise kohta, mida see kaasa toob, on tohutu.Sageli on sarnastel idealiseeritud probleemidel täielikud, analüütilised lahendused.Mittelineaarsetes süsteemides esineva käitumise teooria - ehkki muljetavaldav - on palju tükilisem ja Clay auhind.
@Ooker ...... seisneb nende teadmiste täiendamises.Pange tähele, et nõrgad väljagravitatsioonilahendused, Newtoni-järgsed teooriad jms on lineaarsed lähendused üldrelatiivsusteooriale, millel on palju kasutusi;Einsteini suur 1915. aasta paber kasutas lineaarset lähendust, et taastada Newtoni füüsika GTR-i piirava vormina ja arvutada häireid Merkuuri apsidaalse pretsessioonini.Vedelikumehaanika tunneb mind palju vähem, kuid mittesurutavate, irrotatsiooniliste, lineaarsete voogude teooria on sageli kasulikud lähendused ka Navier Stokesi võrranditele.
@Ooker, see on üks tööriist, jah.Asümptootilised meetodid, nagu WKB, pakuvad muud liiki teavet.
@AntonTykhyy Kas sa räägid WKB-st eriti vedeliku mehaanikas (mis mu aju natuke liiga palju praadib) või üldse numbrilisest füüsikast?(Olen huvitatud, kuna üritan saada paremat, ehkki pinda, arusaama sellest, mida teevad sujuvad inimesed grupis, kellega olen seotud)
Üldiselt.WKB pärines algselt kvantmehaanikast ja see on analüütiline, mitte arvuline meetod.
@AntonTykhyy Vabandust, jah, ma oleksin pidanud ütlema pigem "füüsika" kui "arvuline füüsika".Ma tean seda ainult QM-i ja ka modaalse lainepikkuste teooria põhjal ning olen tegelikult tuttav ainult selle rakendamisega lineaarsetes süsteemides, seega minu küsimus, kas WKB leiab palju kasutust mittelineaarsetes probleemides, näiteks NS-võrrandis - ma leian sellisedüllatav väide
Kuuldavasti saab mittelineaarsetes süsteemides kasutada WKB meetodi * modifikatsioone, võib-olla pärast sobivaid teisendusi, mis muudavad mittelineaarse võrrandi keerulisemaks lineaarvõrrandiks - käsitletakse AFAIR Cortevega-de Vries (sp?) Tüüpi võrrandeidselle lähenemisviisi järgi.Kuid ma pole selle spetsialist.
AccidentalTaylorExpansion
2017-10-15 04:47:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vaadake järgmist näidet.Vedrule kinnitatud ühemõõtmelise massi liikumise kirjeldamiseks võtke kõigepealt arvesse kõiki jõude.Vedrust tulenev jõud on $ F_s = -kx $ koos $ k $ vedrukonstandiga ja $ x $ vedru pikendus ning hõõrdumisest tulenev jõud on $ F_f = -bv $, kusjuures b on konstant ja $ v =\ dot x $ massi kiirus.Lõpliku võrrandi kirjutamine on lihtne: \ begin {joondamine} F_ {kokku} & = ma \\ -bv-kx& = m \ ddot x \\ m \ ddot x + b \ dot x + kx& = 0 \ end {joondama} Viimane võrrand on selle süsteemi täielik kirjeldus samamoodi nagu Navier'i Stoke'i võrrandid on vedeliku liikumise täielik kirjeldus (ideaalsete vedrude ja vedelike jaoks).Diferentsiaalvõrrandite kirjutamine on suhteliselt lihtne, kuid kui soovite leida selgesõnalise funktsiooni $ x (t) = \ ... \ $, peate ikkagi palju tööd tegema.

See vastus jätab täiesti tähelepanuta, miks Navier-Stokes on põhimõtteliselt keerulisem kui mass-vedru-siiber süsteem.$ X (t) $ lahendamine võib algaja jaoks olla "palju tööd", kuid võite kirjutada suletud vormis lahenduse, järgides täpselt määratletud algoritmi.See (praegu) ei kehti Navier-Stokesi kohta - me isegi ei tea, kas sujuv lahendus on alati olemas.
Unustasin seda mainida, aitäh, et sellele tähelepanu juhtisite.Püüdsin tuua ainult konkreetse näite, et võrrandi leidmist ja sellele võrrandile lahenduse leidmist oleks lihtsam teha.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...