
【計】 hodograph method
fast; invite; rapid; speed; velocity
【醫】 tacho-; tachy-
carry; end; fringe; point; proper; upright
【計】 end
【醫】 extremitas; extremity; telo-; terminal; terminatio; termination; tip
curve
【醫】 curve
【經】 curve
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
速端曲線法(Hodograph Method)是流體力學中用于簡化偏微分方程求解的一種數學變換技術,尤其適用于可壓縮流動分析。該方法通過将物理空間中的速度分量作為新變量,構建速度矢量端點的軌迹(即“速端曲線”),将複雜的流動控制方程轉化為更易求解的形式。
術語解析
應用場景
經典流體力學著作
Landau, L. D. & Lifshitz, E. M. Fluid Mechanics(《流體動力學》),詳細推導了速端曲線在可壓縮流中的數學框架,包括特征線方程的變換過程。
: Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. (1987). Fluid Mechanics (2nd ed.). Pergamon Press. (Chapter 12: 可壓縮流體流動)
中文權威文獻
周培源. 《理論力學》 第5章“連續介質力學”中,闡釋了速端曲線法在理想流體定常運動中的簡化作用。
: 周培源. (1999). 理論力學. 北京: 科學出版社.
工程應用指南
Anderson, J. D. Modern Compressible Flow以超音速噴管設計為例,說明如何通過速端曲線求解速度分布與流線幾何的映射關系。
: Anderson, J. D. (2003). Modern Compressible Flow: With Historical Perspective. McGraw-Hill. (Section 7.5: Hodograph Transformation)
中文 | 英文 |
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速端曲線法 | Hodograph Method |
速度空間 | Velocity Space |
特征線 | Characteristic Line |
馬赫數 | Mach Number |
注:由于未搜索到直接參考文獻鍊接,以上引用來源為經典學術著作,建議通過學術數據庫(如知網、SpringerLink)檢索原文。實際應用可結合計算流體力學(CFD)軟件驗證速端曲線法的數值解。
速端曲線法是一種通過分析速度矢量端點軌迹來研究物體運動特性的方法,主要應用于物理學、流體力學和氣象學等領域。以下是詳細解釋:
速端曲線指速度矢量端點隨時間變化形成的軌迹曲線。若将物體運動時各時刻的速度矢量尾部固定于坐标原點,其首端連接形成的曲線即為速端曲線。例如勻速圓周運動中,速端曲線是以速度大小( v )為半徑的圓。
速度與加速度關系
速端曲線上點的運動快慢對應加速度大小。對于勻速圓周運動,速端曲線周長為( 2pi v ),結合運動周期( T ),可得向心加速度公式:
$$
a = frac{2pi v}{T} = frac{v}{r}
$$
其中( r )為圓周半徑。
矢量分析特性
速端曲線可直觀展示速度矢量的方向與大小變化,例如在非勻速運動中,曲線形狀會反映速度變化的複雜程度。
該方法由威廉·盧雲·哈密頓于1846年首次提出,用于證明勻速圓周運動中速端曲線為圓形。
如需進一步了解具體推導過程或應用案例,可參考上述來源中的物理學及氣象學相關内容。
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