Subjects fluid mechanics

Streamlines

Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.

Search Solutions

Streamlines


1. نبدأ ببيان المشكلة: لدينا مركبات سرعة لمائع معطاة ب u_r=0 و u_\theta=\frac{k}{r} حيث k ثابت. 2. نريد إيجاد خطوط الانسياب (streamlines) التي تحقق العلاقة \frac{dr}{u_r} = r d\theta / u_\theta. 3. بما أن u_r=0، فإن \frac{dr}{0} غير معرف، لذا نستخدم العلاقة بين u_r و u_\theta لخطوط الانسياب: $$\frac{dr}{u_r} = r \frac{d\theta}{u_\theta}$$ تصبح $$\frac{dr}{0} = r \frac{d\theta}{k/r} = r \frac{d\theta}{k/r} = \frac{r^2}{k} d\theta$$ 4. لأن \frac{dr}{0} غير معرف، هذا يعني أن \frac{dr}{d\theta} = 0، أي أن r ثابت على خطوط الانسياب. 5. إذن خطوط الانسياب هي دوائر نصف قطرها r ثابت، أي: $$r = \text{ثابت}$$ 6. نعلم أن في الإحداثيات الديكارتية، $$r^2 = x^2 + y^2$$، إذن خطوط الانسياب تحقق: $$x^2 + y^2 = c$$ حيث c ثابت. 7. إذن الخيار الصحيح هو b. $$y^2 + x^2 = c$$