بيت » Lagrangian and Eulerian Specifications (fluids)

Lagrangian and Eulerian Specifications (fluids)

1788
  • Joseph-Louis Lagrange
  • Leonhard Euler

These are two ways to describe motion in continuum mechanics:

  • the Lagrangian specification follows individual material particles, tracking their properties over time, like watching a specific car in traffic
  • the Eulerian specification focuses on fixed points in space, observing the properties (velocity, density) of whatever particles pass through those points, like a traffic camera observing a fixed intersection.

In the Lagrangian description, the motion of a continuum is described by tracking the path of each individual particle. The position of a particle [latex]\mathbf{X}[/latex] in the initial configuration (at time [latex]t_0[/latex]) is used as its label. Its position at a later time [latex]t[/latex] is given by a function [latex]\mathbf{x} = \boldsymbol{\chi}(\mathbf{X}, t)[/latex]. Physical properties like velocity and acceleration are then calculated by taking time derivatives of this function while keeping [latex]\mathbf{X}[/latex] constant. This approach is intuitive as it mirrors how we observe individual objects. It is the natural نطاق for solid الميكانيكا, where material points are tracked as the body deforms.

Conversely, the Eulerian description focuses on what happens at fixed locations in space. Instead of tracking particles, we define a field for each physical property as a function of position [latex]\mathbf{x}[/latex] and time [latex]t[/latex]. For example, the velocity field is given by [latex]\mathbf{v} = \mathbf{v}(\mathbf{x}, t)[/latex], which represents the velocity of whichever particle happens to be at point [latex]\mathbf{x}[/latex] at time [latex]t[/latex]. This perspective is generally more convenient for fluid dynamics. The acceleration of a fluid particle in the Eulerian frame is described by the material derivative, [latex]D\mathbf{v}/Dt = \partial \mathbf{v}/\partial t + (\mathbf{v} \cdot \nabla)\mathbf{v}[/latex], which includes both the local acceleration at a point and the convective acceleration due to the particle moving to a new location with a different velocity.

UNESCO Nomenclature: 2209
– Fluid dynamics

النوع

Abstract System

Disruption

Foundational

الاستخدام

Widespread Use

Precursors

  • Newtonian mechanics
  • Calculus of variations
  • Kinematics of rigid bodies
  • Euler’s earlier work on fluid motion

التطبيقات

  • computational fluid dynamics (CFD) solvers often use an eulerian grid
  • solid mechanics and finite element analysis typically use a lagrangian description
  • weather forecasting models use an eulerian framework to describe atmospheric properties at fixed locations
  • particle tracking velocimetry (PTV) is a lagrangian measurement technique

براءات الاختراع:

NA

Potential Innovations Ideas

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: lagrangian, eulerian, flow field, material derivative, frame of reference, fluid dynamics, solid mechanics, kinematics

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مدير مشروع أو بحث وتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم حسب التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

Related Invention, Innovation & Technical Principles

Scroll to Top

قد يعجبك أيضاً