矢量 通过面积元 的通量定义为 ,其中 是 在法线方向的投影。将其沿曲面 积分得 ,称为矢量 通过 面的通量。
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北京大学力学学科规划教材
吴望一 编著北京大学出版社
ISBN 978-7-301-31057-1616 页
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矢量 通过面积元 的通量定义为 ,其中 是 在法线方向的投影。将其沿曲面 积分得 ,称为矢量 通过 面的通量。
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面积元矢量 是大小为 、方向为法线正方向的矢量:。曲面封闭时通常取外法线为正方向。
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以 包围场内一点 ,令 向 无限收缩,定义散度 。它是单位体积内矢量 通过界面 的通量。
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散度不依赖坐标系选取,是一标量,故 组成一标量场。在直角坐标系中 。
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奥-高定理:。它把矢量 通过封闭曲面 的通量与 在体积 内的积分联系起来。散度定义式与奥-高定理分别是散度的微分形式与积分形式。
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矢量 通过面积元 的通量为
a_n/dS
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矢量场 的散度 是
矢量
标量
二阶张量
随坐标系选取而变化
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设 ,则 等于
0
1
2
3
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当曲面封闭时,通常取外法线为正方向。
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奥-高定理的数学形式是
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设 ,则 等于
x+y+z
2(x+y+z)
6
2xyz
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散度的定义不依赖于坐标系的选取。
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散度 的物理意义是
单位体积内 通过界面的通量
单位面积上的通量
沿单位长度的环量
矢量 的模
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矢量 通过同一曲面的通量与法线取向无关。
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