Hamiltonian fluid mechanics is the application of Hamiltonian methods to fluid mechanics. Note that this formalism only applies to nondissipative fluids.
Irrotational barotropic flow
Take the simple example of a barotropic, inviscid vorticity-free fluid.
Then, the conjugate fields are the mass density field ρ and the velocity potential φ. The Poisson bracket is given by
- <math>\{\rho(\vec{y}),\varphi(\vec{x})\}=\delta^d(\vec{x}-\vec{y})</math>
and the Hamiltonian by:
- <math>H=\int \mathrm{d}^d x \mathcal{H}=\int \mathrm{d}^d x \left( \frac{1}{2}\rho(\nabla \varphi)^2 +e(\rho) \right),</math>
where e is the internal energy density, as a function of ρ.
For this barotropic flow, the internal energy is related to the pressure p by:
- <math>e = \frac{1}{\rho}p',</math>
where an apostrophe ('), denotes differentiation with respect to ρ.
This Hamiltonian structure gives rise to the following two equations of motion:
- <math>
\begin{align}
\frac{\partial \rho}{\partial t}&=+\frac{\partial \mathcal{H}}{\partial \varphi}= -\nabla \cdot(\rho\vec{u}),
\\
\frac{\partial \varphi}{\partial t}&=-\frac{\partial \mathcal{H}}{\partial \rho}=-\frac{1}{2}\vec{u}\cdot\vec{u}-e',
\end{align}
</math>
where <math>\vec{u}\ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\ \nabla \varphi</math> is the velocity and is vorticity-free. The second equation leads to the Euler equations:
- <math>\frac{\partial \vec{u}}{\partial t} + (\vec{u}\cdot\nabla) \vec{u} = -e\nabla\rho = -\frac{1}{\rho}\nabla{p}</math>
after exploiting the fact that the vorticity is zero:
- <math>\nabla \times\vec{u}=\vec{0}.</math>
As fluid dynamics is described by non-canonical dynamics, which possess an infinite amount of Casimir invariants, an alternative formulation of Hamiltonian formulation of fluid dynamics can be introduced through the use of Nambu mechanics[1][2]
See also
Notes
Шаблон:Reflist
References
Партнерские ресурсы |
---|
Криптовалюты |
|
---|
Магазины |
|
---|
Хостинг |
|
---|
Разное |
- Викиум - Онлайн-тренажер для мозга
- Like Центр - Центр поддержки и развития предпринимательства.
- Gamersbay - лучший магазин по бустингу для World of Warcraft.
- Ноотропы OmniMind N°1 - Усиливает мозговую активность. Повышает мотивацию. Улучшает память.
- Санкт-Петербургская школа телевидения - это федеральная сеть образовательных центров, которая имеет филиалы в 37 городах России.
- Lingualeo.com — интерактивный онлайн-сервис для изучения и практики английского языка в увлекательной игровой форме.
- Junyschool (Джунискул) – международная школа программирования и дизайна для детей и подростков от 5 до 17 лет, где ученики осваивают компьютерную грамотность, развивают алгоритмическое и креативное мышление, изучают основы программирования и компьютерной графики, создают собственные проекты: игры, сайты, программы, приложения, анимации, 3D-модели, монтируют видео.
- Умназия - Интерактивные онлайн-курсы и тренажеры для развития мышления детей 6-13 лет
- SkillBox - это один из лидеров российского рынка онлайн-образования. Среди партнеров Skillbox ведущий разработчик сервисного дизайна AIC, медиа-компания Yoola, первое и самое крупное русскоязычное аналитическое агентство Tagline, онлайн-школа дизайна и иллюстрации Bang! Bang! Education, оператор PR-рынка PACO, студия рисования Draw&Go, агентство performance-маркетинга Ingate, scrum-студия Sibirix, имидж-лаборатория Персона.
- «Нетология» — это университет по подготовке и дополнительному обучению специалистов в области интернет-маркетинга, управления проектами и продуктами, дизайна, Data Science и разработки. В рамках Нетологии студенты получают ценные теоретические знания от лучших экспертов Рунета, выполняют практические задания на отработку полученных навыков, общаются с экспертами и единомышленниками. Познакомиться со всеми продуктами подробнее можно на сайте https://netology.ru, линейка курсов и профессий постоянно обновляется.
- StudyBay Brazil – это онлайн биржа для португалоговорящих студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.
- Автор24 — самая большая в России площадка по написанию учебных работ: контрольные и курсовые работы, дипломы, рефераты, решение задач, отчеты по практике, а так же любой другой вид работы. Сервис сотрудничает с более 70 000 авторов. Более 1 000 000 работ уже выполнено.
- StudyBay – это онлайн биржа для англоязычных студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.
|
---|