伯努利方程到底是什么,伯努利方程是怎么得到的

首页 > 教育培训 > 作者:YD1662023-06-26 05:19:37

再对比一下伯努利方程,有没有感觉到一下子从中学到了硕士的水平。此时的欧拉刚刚20岁,不愧是著名数学家兼教育家约翰.伯努利的弟子,他把动量和质量守恒植入到流体力学之中,开创了无黏流体的统一方程,虽然后世流体力学研究者万千,优秀的数学家也不可胜数,但两大守恒无人敢背叛……

不过,丹尼尔自己是怎么想的,我们就不得而知了,不过作为欧拉一生的挚友,一半是内心窃喜的,另一半觉得这是*的。

除了欧拉,作为伯努利家族的第三代外传弟子柯西——约翰·伯努利是欧拉老师,欧拉是拉格朗日的重要影响者,拉格朗日是柯西的重要指导者。

柯西也想体现一下自己在这个数学家族中的存在感,他在伯努利方程2.0发布了一个新版本伯努利方程3.0柯西动量定理:九维张量方程

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σ为张量

流体空间一下子从三维受力跃升到九维应力,柯西在欧拉的三维受力上一下子增加了六个剪切应力。虽然格调又上了一个台阶,却把很多本来有意研究流体力学的爱好者吓跑了九成,余下的一成基本也只能望着方程发呆,直到一甲子后纳维和斯托克斯发现“粘度X速度散度”可以得到剪切应力,这两位不怕死的数学家合力推出纳维-斯托克斯方程(简称N-S方程),科学界才开始重新认真思考流体力学方程,这一思考就是155年

5

伯努利方程4.0:纳维-斯托克斯方程

2000年初美国克雷数学研究所选定七个“千年大奖问题”,建立七百万美元大奖基金。

这七个“世界难题”是:NP完全问题霍奇猜想庞加莱猜想黎曼假设杨-米尔斯存在性和质量缺口N-S方程BSD猜想,这七个问题都被悬赏一百万美元。

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这个时候距离1845年完整提出“伯努利方程4.0(N-S方程)已经过去了155年,为了求解这个非线性偏微分方程,其中不知道有多少英雄竞折腰,对于这个方程,就连纳维和斯托克斯自己也无可奈何N-S方程求解非常困难和复杂,除了在某些十分简单的特例流动问题上才能求得其精确解。例如把N-S方程沿流线积分可得到粘性流体的伯努利方程:

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不管N-S方程的求解有多艰难,但流体力学如此重要,有人的地方就有江湖,有水和空气的地方就有流体力学,再怎么样也得试试。因为航天飞船离不开流体力学,水下潜艇也离不开流体力学,港珠澳大桥、南水北调工程都离不开流体力学,寻找到一种精确的求解方式是所有科学家的梦想

别以为计算黑洞的史瓦西解有多难,有种把小区里那颗老苹果树上掉下来的叶子的轨迹计算出来才是真厉害。

就这样,很多人算啊算啊算,就是想拿下这一世纪难题。

总结下来,求解流体的精确解主要分为两大流派

第一个流派是理论派。这一派主要以大科学家为主,这些人一个个眼高于天,相信凭借自己天才的脑袋就可以找到一个通用公式,不一定就得臣服于伯努利家族,这些人包括麦克斯韦、玻尔兹曼……他们一个个试图从微观世界寻求宏观世界的运动轨迹,破解那不可预测的流体之密。

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