Scholar Hub/Chủ đề/#phương trình navier stokes/
Phương trình Navier-Stokes là bộ phương trình vi phân mô tả chuyển động chất lỏng và khí, quan trọng trong nhiều lĩnh vực như khí tượng, hải dương, và kỹ thuật hàng không. Phát triển đầu thế kỷ 19, nó kết hợp các định luật bảo toàn và động lực học chất lỏng. Với các ứng dụng rộng rãi, từ thiết kế cánh máy bay đến dự đoán thời tiết, phương trình vẫn đặt ra thách thức lớn do khó khăn trong tìm kiếm lời giải tường minh. Đây là một trong các bài toán thiên niên kỷ chưa được giải theo Viện Toán học Clay.
Giới thiệu về Phương Trình Navier-Stokes
Phương trình Navier-Stokes là một bộ phương trình vi phân dùng để mô tả chuyển động của chất lỏng và khí. Được phát triển từ những nguyên tắc cơ bản của cơ học chất lỏng, phương trình này có tầm quan trọng lớn trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật, bao gồm khí tượng học, hải dương học, kỹ thuật hàng không và thiết kế xe hơi.
Lịch Sử Phát Triển
Phương trình Navier-Stokes được đặt tên theo hai nhà toán học và vật lý học nổi tiếng: Claude-Louis Navier và George Gabriel Stokes. Claude-Louis Navier lần đầu tiên đề xuất phiên bản của phương trình vào đầu thế kỷ 19, tiếp tục được hoàn thiện bởi George Gabriel Stokes vào những năm 1850.
Bản chất của phương trình này là một sự kết hợp giữa định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn động lượng và các quy luật của động lực học chất lỏng.
Bản Chất Toán Học
Phương trình Navier–Stokes có thể được viết dưới dạng tổng quát như sau:
∂u/∂t + (u·∇)u = -∇p/ρ + ν∇²u + f
- u: Vecto vận tốc chất lỏng.
- t: Thời gian.
- p: Áp suất.
- ρ: Mật độ chất lỏng.
- ν: Độ nhớt động học của chất lỏng.
- f: Vecto lực ngoài tác động, chẳng hạn như trọng lực.
- ∇: Toán tử nabla, ký hiệu của gradient, phân kỳ, etc.
Ứng Dụng
Phương trình Navier-Stokes được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như khí động học, mô phỏng thời tiết, thiết kế hệ thống thoát nước và nhiều ngành công nghiệp khác. Trong khí động học, nó dùng để mô tả dòng khí quanh cánh máy bay, giúp tối ưu hóa thiết kế cánh để giảm lực cản và cải thiện hiệu suất nhiên liệu.
Trong khí tượng học, phương trình này hỗ trợ dự đoán các hiện tượng thời tiết phức tạp bằng cách mô hình hóa chuyển động của khí quyển. Bên cạnh đó, các kỹ sư thủy lực sử dụng phương trình này để thiết kế và phân tích hệ thống bơm và kênh thoát nước hiệu quả.
Thách Thức và Nghiên Cứu
Một trong những thách thức lớn nhất với phương trình Navier-Stokes là việc tìm kiếm các lời giải tường minh. Trong nhiều trường hợp, lời giải của phương trình chỉ có thể được tìm ra thông qua các phương pháp số phức tạp và sử dụng máy tính mạnh mẽ. Đây là một vấn đề toán học nổi tiếng chưa được giải quyết hoàn toàn và được liệt kê trong danh sách các bài toán thiên niên kỷ của Viện Toán học Clay, với một khoản tiền thưởng lớn cho người đầu tiên chứng minh (hoặc phản chứng) tính khả nghiệm của phương trình trong mọi điều kiện.
Kết Luận
Phương trình Navier-Stokes đóng một vai trò quan trọng và không thể thay thế trong khoa học và kỹ thuật hiện đại. Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trong việc sử dụng và giải quyết phương trình này, các câu hỏi cơ bản liên quan đến tính khả nghiệm và mật mã học chất lỏng phức tạp vẫn là nguồn cảm hứng cho các nghiên cứu khoa học và toán học toàn cầu.
Về các kết quả tính chất đều đặn một phần cho phương trình Navier-Stokes Dịch bởi AI Communications on Pure and Applied Mathematics - Tập 41 Số 4 - Trang 437-458 - 1988
Tóm tắtXem xét các kết quả tính chất đều đặn của Scheffer, cụ thể là của Caffarelli, Kohn và Nirenberg từ một góc nhìn mới cho thấy rằng những ước lượng về áp suất không đóng vai trò thiết yếu trong các kết quả đều đặn một phần cho phương trình Navier-Stokes.
TÍNH CHÍNH QUY CỦA NGHIỆM CHO PHƯƠNG TRÌNH NAVIER-STOKESTNU Journal of Science and Technology - Tập 192 Số 16 - Trang 37-41 - 2018
Trong phần này ta nghiên cứu về tính chính quy của nghiệm yếu cho phương trình Navier-Stokes. Ở đây, chúng ta xét một điều kiện đủ cho sự chính quy của phương trình Navier-Stokes ở trong toàn bộ không gian. Một vấn đề mở cho đến tận ngày nay. Trong bài báo này chúng tôi chứng minh rằng...
#Navier - Stokes equations #regularity criterion #energy inequality #weak solution #one velocity component
TÍNH CHÍNH QUY CỦA NGHIỆM YẾU CHO PHƯƠNG TRÌNH NAVIER – STOKES LIÊN QUAN ĐẾN GRADIENT CỦA THÀNH PHẦN VECTƠ VẬN TỐCTNU Journal of Science and Technology - Tập 169 Số 09 - Trang 239-243 - 2017
Trong bài báo này, chúng ta xét phương trình Navier – Stokes trong toàn bộ không gian . Bằng việc chứng minh bổ đề liên quan đến bất đẳng thức Sobolev, chúng tôi cải tiến kết quả tính chính quy cho nghiệm yếu của phương trình Navier – Stokes liên quan đến thành phần của vectơ vận tốc.
#phương trình Navier – Stokes #tính chính quy #nghiệm yếu #bất đẳng thức năng lượng #toàn bộ không gian .
THÊM ĐIỀU KIỆN ĐỂ XẢY RA ĐẲNG THỨC NĂNG LƯỢNG CHO PHƯƠNG TRÌNH NAVIER-STOKESTNU Journal of Science and Technology - Tập 173 Số 13 - Trang 189-192 - 2017
Có nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm và nghiên cứu vấn đề này. Chúng ta biết rằng đẳng thức năng lượng sẽ xảy ra dối với nghiệm mạnh của phương trình Navier-Stockes....
#phương trình Navier-Stockes #nghiệm yếu #đẳng thức năng lượng #bất đẳng thức năng lượng #chỉ số Serin
ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẤT LƯU TRONG TẤM PHẲNG POISEUILLE 2D VỚI PHƯƠNG PHÁP PHẢN HỒI HÌNH ẢNHBài báo giới thiệu điều khiển với phương pháp phản hồi hình ảnh áp dụng cho dòng chất lưu trong tấm phẳng Poiseuille 2D nhằm mục đích hiệu chỉnh dòng chất lưu từ chảy rối thành chảy tầng. Trong kỹ thuật hàng không, chảy tầng là trạng thái mà lực ma sát nhỏ nhất. Do đó, chảy tầng được áp dụng để tiết kiệm năng lượng. Do sự tăng trưởng của động năng, chất lưu trong tấm phẳng Poseuille 2D trở thành c...... hiện toàn bộ #phương trình Navier Stokes #chất lưu Poiseuille #động năng #điều khiển với phản hồi hình ảnh #điều khiển chất lưu
ĐẲNG THỨC NĂNG LƯỢNG CỦA PHƯƠNG TRÌNH NAVIER-STOKES TRONG MIỀN BỊ CHẶN 3 CHIỀUTNU Journal of Science and Technology - Tập 162 Số 02 - Trang 167 - 170 - 2017
Đẳng thức về năng lượng 1 ‖ ( )‖ + ‖∇ ‖ = 1 ‖ ‖ 2 2 là một vấn đề mở đối với hệ phương trình Navier – Stokes. Trong bài báo này chúng tôi đưa ra một điều kiện cho đẳng thức năng lượng của nghiệm yếu trong hệ phương trình Navier – Stokes trong không gian ba chiều có miền bị chặn. Chúng tôi chứng minh rằng đẳng thức năng lượng sẽ được giữ nếu nghiệm yếu của p...... hiện toàn bộ #Đẳng thức về năng lượng 1 ‖ ( )‖ + ‖∇ ‖ = 1 ‖ ‖ 2 2 là một vấn đề mở đối với hệ phương trình Navier – Stokes. Trong bài báo này chúng tôi đưa ra một điều kiện cho đẳng thức năng lượng của nghiệm yếu trong hệ phương trình Navier – Stokes trong không
Mô hình toán học tương tác của jet với dòng chảy có nhiệt độ cao trong kênh giãn nở Dịch bởi AI Journal of Applied Mechanics and Technical Physics - Tập 54 - Trang 195-206 - 2013
Bài báo này trình bày kết quả mô phỏng sự tương tác của một jet siêu âm phẳng với dòng chảy siêu âm có độ nhiệt cao trong một kênh. Vấn đề được giải quyết dưới dạng hai chiều với số Mach của dòng chảy bên ngoài M∞ = 2.6 và 2.8 cũng như tại các giá trị nhiệt độ tổng của dòng chảy T0 = 1800–2000 K. Mô hình toán học bao gồm các phương trình Navier-Stokes trung bình toàn phần, kèm theo một mô hình độ ...... hiện toàn bộ #jet siêu âm #mô hình toán học #dòng chảy có nhiệt độ cao #phương trình Navier-Stokes #mô hình độ hỗn loạn
Nhóm vi phân của phương trình Navier-Stokes Dịch bởi AI Acta Mechanica - Tập 38 - Trang 85-98 - 1981
Các phương trình Navier-Stokes cho một chất lỏng nhớt không nén cho phép biến đổi theo thời gian, thay đổi gốc áp suất phụ thuộc vào thời gian, thay đổi tỷ lệ, xoay trục tọa độ và dịch chuyển không gian phụ thuộc vào thời gian. Không có biến đổi nào khác xuất hiện nếu cho phép sự phụ thuộc vào đạo hàm.
#phương trình Navier-Stokes #chất lỏng nhớt #biến đổi không gian #biến đổi thời gian #lý thuyết lưu chất
