Выражение для напряженности через функцию потока
Условимся считать функцию потока, возрастающей влево от вектора для наблюдателя, расположившегося так, чтобы для него вектор направлен снизу вверх
E |
U |
|
V |
|
n |
a |
|||
|
|
Для декартовой системы координат:
Ex |
|
|
U |
|
|
|
V |
|
x |
|
y |
||||
Ey |
|
U |
|
|
V |
||
y |
|
x |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Уравнения Лапласа для функций потенциала и потока
Ex |
|
|
U |
|
|
|
V |
|
|
x |
|
y |
(1) |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Ey |
|
U |
|
|
V |
|||
|
|
|||||||
y |
|
x |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Продифференцируем первое уравнение по x , а второе по y
|
2U |
|
2V |
|
2U |
|
2V |
|
2U |
|
2U |
0 |
|
x2 |
y2 |
||||||||||||
x2 |
x y |
y2 |
x y |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
Продифференцируем первое уравнение по y , а второе по x :
|
2U |
|
2V |
|
2U |
|
2V |
|
2V |
|
2V |
0 |
|||||
x |
2 |
y |
2 |
||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||
|
x y |
y |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
x y |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом функции U и V удовлетворяют уравнению Лапласа
Применение функций комплексного переменного
для описания плоскопараллельных полей
Функция комплексного переменного
Плоскость комплексного переменного |
|
z = x+jy = r·e j |
|||||||||
Рассмотрим комплексную величину: |
|
j |
|||||||||
x, y |
x, y |
- функции x |
и y |
||||||||
x, y |
- регулярная аналитическая функция комплексного переменного |
||||||||||
Функция |
однозначна, непрерывна и имеет непрерывную производную во всех |
||||||||||
|
точках области |
|
|
|
|
|
|
||||
Условия Коши-Римана для функции комплексного переменного: |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
x |
y |
|
|
y |
x |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При этих условиях производная функции не зависит от направления дифференцирования
Сравнение условий Коши-Римана и выражений для напряженности поля:
|
|
|
|
Ex |
|
|
U |
|
|
|
V |
||||
x |
y |
|
|
|
|||||||||||
|
x |
|
y |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Ey |
|
U |
|
V |
||||||
|
|
|
x |
||||||||||||
|
|
x |
|||||||||||||
|
y |
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|||||
j V jU f (z) - комплексный потенциал поля
Составляющие напряженности поля :
EX |
|
U |
|
|
Ey |
|
U |
|
|
|
x |
x |
y |
y |
|||||||
|
|
|
|
|
|