Уравнение переноса — дифференциальное уравнение в частных производных , описывающее изменение скалярной величины в пространстве и времени.
Уравнение переноса имеет вид:
∂ ∂ -->
ψ ψ -->
∂ ∂ -->
t
+
∇ ∇ -->
⋅ ⋅ -->
F
=
0
,
{\displaystyle {\frac {\partial \psi }{\partial t}}+\nabla \cdot \mathbf {F} =0,}
где
∇ ∇ -->
⋅ ⋅ -->
{\displaystyle \nabla \cdot }
— оператор дивергенции , а
F
{\displaystyle \mathbf {F} }
— вектор плотности потока скалярной величины
ψ ψ -->
{\displaystyle \psi }
. Он равен произведению величины
ψ ψ -->
{\displaystyle \psi }
на вектор скорости потока:
F
=
ψ ψ -->
u
{\displaystyle {\mathbf {F} }=\psi {\mathbf {u} }}
. Часто предполагается, что поле скоростей соленоидально, то есть
∇ ∇ -->
⋅ ⋅ -->
u
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot {\mathbf {u} }=0}
. В этом случае уравнение принимает вид:
∂ ∂ -->
ψ ψ -->
∂ ∂ -->
t
+
u
⋅ ⋅ -->
∇ ∇ -->
ψ ψ -->
=
0.
{\displaystyle {\frac {\partial \psi }{\partial t}}+{\mathbf {u} }\cdot \nabla \psi =0.}
В одномерной постановке имеет вид:
∂ ∂ -->
ψ ψ -->
∂ ∂ -->
t
+
u
∂ ∂ -->
ψ ψ -->
∂ ∂ -->
x
=
0.
{\displaystyle {\frac {\partial \psi }{\partial t}}+{u}{\frac {\partial \psi }{\partial x}}=0.}
И при постоянном значении
u
{\displaystyle u}
имеет аналитическое решение:
ψ ψ -->
(
x
,
t
)
=
ψ ψ -->
0
(
x
− − -->
u
t
)
,
{\displaystyle \psi (x,t)=\psi _{0}(x-ut),}
где
ψ ψ -->
0
{\displaystyle \psi _{0}}
— произвольная гладкая (дифференцируемая) функция.
См. также
Виды уравнений Типы уравнений Краевые условия Уравнения математической физики
Методы решения Сеточные методы
Конечноэлементные методы Другие методы
Не сеточные методы
Исследование уравнений Связанные темы