Условия устойчивости для основных уравнений переноса

Уравнение Нернста-Планка (закон сохранения массы, числа частиц):

Уравнение теплопроводности (закон сохранения энергии):

Здесь k - теплопроводность [Вт/(м·К)], C - удельная теплоемкость [Дж/(м3·К)], Q - объемный источник тепла [Вт/м3].

Уравнение Навье-Стокса (закон сохранения импульса), для x-компоненты скорости, приближение несжимаемой среды:

Здесь η - динамическая вязкость [Па·с], ρgd - плотность среды [кг/м3], P - давление [Па].

Пример для системы уравнений тепловой конвекции:

Уравнение теплопроводности:

Теплоемкость: C=1200 Дж/м3

температуропроводность k/C=2·10-5 м2

При скорости V=0.1 м/с получаем критический размер элемента: h<0.4 мм.

 

Уравнение Навье-Стокса:

динамическая вязкость: η=1,7·10-5 Па·с

кинематическая вязкость: ν=η/ρ=1,4·10-5 м2

При скорости V=0.1 м/с получаем критический размер элемента: h<0.15 мм.