
【计】 transmission equation
传输方程(Transport Equation)是数学和物理学中描述某种物理量(如质量、能量、动量或粒子数)在空间和时间中传输(包括对流、扩散等过程)规律的偏微分方程。其核心在于描述物理量随时间和位置的变化率与其流动或扩散之间的关系。
中文术语:传输方程(Chuánshū Fāngchéng)
英文术语:Transport Equation
该方程是连续介质力学、流体动力学、电磁理论及核工程等领域的基础模型,用于量化物理量在介质中的输运行为 。
数学形式与物理意义
一维标准形式为:
$$ frac{partial phi}{partial t} + u frac{partial phi}{partial x} = D frac{partial phi}{partial x} + S $$
方程左侧表征时间变化与对流效应,右侧描述扩散与源汇影响 。
流体动力学
描述流体中污染物扩散(如大气污染物传输),其中(phi)为污染物浓度,(u)为流速,(D)为湍流扩散系数 。
实例:空气质量预测模型常基于修正的传输方程构建。
热传导与电磁学
核反应堆物理
中子通量(phi)的传输由玻尔兹曼方程描述(一种广义传输方程),用于反应堆临界计算 。
在量子力学中,薛定谔方程可视为概率幅的传输方程;在金融数学中,Black-Scholes方程模拟期权价格的传输过程 。
权威参考来源
传输方程(Transport Equation)是用于描述物理量(如质量、能量、动量等)在空间中随时间变化的偏微分方程,广泛应用于流体力学、热传导、电磁学、环境科学等领域。以下是详细解释:
传输方程的一般形式可表示为: $$ frac{partial phi}{partial t} + mathbf{v} cdot abla phi = D abla phi + S $$ 其中:
根据主导过程的不同,传输方程可分为:
纯对流方程(忽略扩散和源项): $$ frac{partial phi}{partial t} + mathbf{v} cdot abla phi = 0 $$ 适用于流体快速流动时的物质传输(如管道中水流携带的颗粒物)。
扩散方程(忽略对流项): $$ frac{partial phi}{partial t} = D abla phi $$ 用于描述静止介质中的扩散过程(如固体材料的热传导)。
对流-扩散方程(综合对流和扩散): $$ frac{partial phi}{partial t} + mathbf{v} cdot abla phi = D abla phi $$ 常见于污染物在流动介质中的扩散(如大气中烟囱排放的扩散)。
传输方程通常需通过数值方法求解,例如:
如需具体案例或进一步扩展(如边界条件、稳态与非稳态分析),可提供更多背景信息。
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