جلوگیری از ورود آب به کشتی

مدیران انجمن: parse, javad123javad

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 533

سپاس: 261

جنسیت:

تماس:

Re: جلوگیری از ورود آب به کشتی

پست توسط rohamjpl »

گرادیان فشار چیست؟ واحد گرادیان فشار چیست
یک روش ساده برای فکر کردن روی شیب های فشار $\vec{\nabla} P$pressure P این است که به نیرو در واحد حجم فکر کنید. از لحاظ ابعادی یکسان هستند [$N m^{-3}$. دلیل اینکه شما در مکانیک سیالات با آن روبرو هستید ، مطالعه پویایی موضعی سیال مانند معادله اولر یا به طور کلی معادله ناویر استوکس است. یک گرادیان فشار به شما می گوید (به معادله اولر نگاه کنید) مشتق جهت سرعت مایع یا نحوه حرکت یک عنصر سیال از فشار بالاتر به فشار پایین - این قانون نیوتن برای مایعات است. اختلاف فشار دقیقاً یکسان با شیب فشار نیست اما آنها با هم مرتبط هستند. یک تغییر فشار اساسی در امتداد یک عنصر خط بی نهایت کوچک $\vec{dl}$ است
$dP = \vec{\nabla}P \cdot \vec{dl}$یعنی $\vec{\nabla}P = \frac{\partial{p}}{\partial{x}}\hat{x} + \frac{\partial{p}}{\partial{y}}\hat{y} + \frac{\partial{p}}{\partial{z}}\hat{z}$این واحد $Pascal/m$ را دارد ، یعنی اگر 1 متر در جهت شیب فشار حرکت کنید ، فشار با${\nabla}P$ افزایش می یابد.فشار معمولاً در واحدهایی بنام Pascal اندازه گیری می شود (سایر نقاط تور ، جو اتمسفر یا mmHg یا psi یا N / m2 و غیره). گرادیان فشار به سادگی به معنای میزان تغییر فشار از طریق یک منطقه معین است. فشار دیفرانسیل تفاوت فشارهای اعمال شده در دو نقطه است و در psi یا Newton / m اندازه گیری می شود.
شما می توانید شیب فشار را به عنوان "جریان محرک نیرو" در نظر بگیرید
$F = ΔP / R$شیب فشار فقط مربوط به مایعات نیست .
و به وضوح گرادیان فشار دارای واحدهای Pa / m خواهد بود (توجه داشته باشید این در یک بعد است و در این حالت ما از Pascal استفاده می کنیم) که فقط فشار نیست.
چرا شیب فشار در دیواره صفر است
این معمولاً فقط مربوط به جریان محدود شده به دیواره است و معمولاً به مایعات غیرقابل تراکم محدود می شود. این نتیجه معمولاً در تئوری لایه مرزی آشکار می شود و می توان از طریق ترتیب اندازه گیری معادلات Navier-Stokes بدست آورد. معادله تکانه خاص ، ثابت و غیرقابل انعطاف و ثابت در جهت y شکل می گیرد ،$u \frac{\partial v}{\partial x} + v \frac{\partial v}{\partial y} = -\frac{1}{\rho} \frac{\partial p}{\partial y} + \nu \left( \frac{\partial^2 v}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 v}{\partial y^2}\right)$و$O\left[u \frac{\partial v}{\partial x}\right] = O\left[\frac{\delta}{L^2} U_e^2\right]$و$O\left[v \frac{\partial v}{\partial y}\right] = O\left[\frac{\delta}{L^2} U_e^2\right]$و$O\left[\frac{1}{\rho} \frac{\partial p}{\partial y}\right] = O\left[\frac{\delta}{L^2} U_e^2\right] \text{(at most)}$و$O\left[\nu \frac{\partial^2 v}{\partial x^2}\right] = O\left[\frac{\delta^2}{L}\frac{\delta}{L^2} U_e^2\right]$جایی که δ ارتفاع لایه مرزی است ، L طول مشخصه بدن است و Ue سرعت جریان خارجی در لبه لایه مرزی است"فرمول معادله فشار-پواسون" برای رویکردهای عددی حل این معادلات نیز مهم است. برای این فرمول ، ما ترکیبی از معادلات پیوستگی و تکانه را در اصطلاح "فرمول متغیرهای ابتدایی" معادلات Navier-Stokes با ترکیبی از معادلات فشار-پواسون و تکانه جایگزین می کنیم ، مانند اینها: $\frac{\partial\mathbf u}{\partial t}
+{\mathbf u}\cdot{\mathbf\nabla}{\mathbf u}=-{\mathbf\nabla}p+\frac{1}{Re}\Delta{\mathbf u}.$
قانون و شیب فشار پاسکال
قانون پاسکال به طور خاص به فشار هیدرواستاتیک اشاره دارد ، یعنی فشار در یک نقطه از مایع ، ناشی از وزن ستون مایع بالای آن نقطه.
فرض کنید فشار اتمسفر $p_0$ باشد ، تراکم سیال ρ و عمق نقطه (فاصله از سطح سیال) h باشد ، وزن W ستون برابر است:
$W=\rho g hA,$
با A مقطع ستون. از آنجا که فشار به عنوان نیرو در واحد سطح مشخص می شود ، بنابراین:$p=p_0+\frac{W}{A}=p_0+\rho gh$
بنابراین قانون پاسکال می گوید که در یک سیال ایستا ، فشار فقط به فشار بالای سیال $p_0$ و عمق بستگی دارداستخراج فرمول برای گرادیان فشار
یک جریان مایع را از طریق یک نمونه هسته متمایل به طول Δl در نظر بگیرید ، با یک سرعت جریان ثابت ، q ، در یک اختلاف فشار Δp حفظ می شود. جریان را با یک زاویه θ بالاتر از افقی می توان با نسخه زیر معادله دارسی توصیف کرد:$q = -A\frac{k}{\mu}\frac{d(p + \rho g z)}{dl}$جایی که z ارتفاع در میدان گرانش است. از آنجا که $z = l \sin \theta$ ، با l به عنوان جهت جریان ، معادله ای که برای گرادیان فشار نوشته شده است ، می شود:$\frac{dp}{dl} = - \left(\frac{q \mu}{Ak} + \rho g \sin \theta\right)$و$q = -A\frac{k}{\mu}\frac{d(p + \rho g z)}{dl}$در نهایت $\frac{d(p+\rho g l \sin \theta)}{dl} = \frac{dp}{dl}+\frac{d\rho g l \sin\theta}{dl} = \frac{dp}{dl} + \rho g \sin \theta \frac{dl}{dl}.$
این اصطلاح گرادیان فشار بر روی کل حجم است که به یک انتگرال سطح تبدیل شده و از قضیه گاوس استفاده می شود.$\frac{\text{d}\boldsymbol{u}}{\text{d} t} =
\frac{\partial\boldsymbol{u}}{\partial t} + \boldsymbol{u}\cdot\boldsymbol{\nabla}\boldsymbol{u} = -\frac{1}{\rho} \boldsymbol{\nabla}p + \boldsymbol{f}_{\text{body}}.$
تصویر

ارسال پست