解決済み

有識者の方ヘルプです。

全休モデルで用いられるprimitive equations(基礎方程式)といういかつそうな偏微分方程式があるんですけど、表す物理的意味がよく分かりません(感覚ではなんとなくわかります)

友達の微積モンスター@physicallyphisiと@ARCCOTANGENTに聞いたんですけどよくわからなくて 導出などが書いてあるサイトに飛んだんですけどラプラシアンとかナブラとかオメガとかが出てきていまいちでした。(演算子に関しては相対論の知識で少しはあります)

一応式を記しておきます

ut=uuxvuywuz+2ΩsinΦv1ρpx+Fx\dfrac{\partial u}{\partial t}=-u\dfrac{\partial u}{\partial x}-v\dfrac{\partial u}{\partial y}-w\dfrac{\partial u}{\partial z}+2\Omega \sin \Phi v-\dfrac{1}{\rho} \dfrac{\partial p}{\partial x}+Fx

vt=uvxvvywvz2ΩsinΦu1ρpy+Fy   水平方向の運動方程式\dfrac{\partial v}{\partial t}=-u\dfrac{\partial v}{\partial x}-v\dfrac{\partial v}{\partial y}-w\dfrac{\partial v}{\partial z}-2\Omega \sin \Phi u-\dfrac{1}{\rho} \dfrac{\partial p}{\partial y}+Fy   水平方向の運動方程式

ΔP=ρgΔz   鉛直方向の運動方程式(静力学平衡の式)\varDelta P=-\rho g \varDelta z   鉛直方向の運動方程式(静力学平衡の式)

ρt=uρxvρywρzρ(ux+vy+wz)   連続の式(質量保存の法則、大気密度の変化)\dfrac{\partial \rho}{\partial t}=-u\dfrac{\partial \rho}{\partial x}-v\dfrac{\partial \rho}{\partial y}-w\dfrac{\partial \rho}{\partial z}-\rho \left(\dfrac{\partial u}{\partial x}+\dfrac{\partial v}{\partial y}+\dfrac{\partial w}{\partial z}\right)   連続の式(質量保存の法則、大気密度の変化)

θt=uθxvθywθz+H   熱力学の方程式(熱エネルギー保存則、大気の温度の変化)\dfrac{\partial \theta}{\partial t}=-u\dfrac{\partial \theta}{\partial x}-v\dfrac{\partial \theta}{\partial y}-w\dfrac{\partial \theta}{\partial z}+H    熱力学の方程式(熱エネルギー保存則、大気の温度の変化)

qt=uqxvqywqz+M   水蒸気保存の式\dfrac{\partial q}{\partial t}=-u\dfrac{\partial q}{\partial x}-v\dfrac{\partial q}{\partial y}-w\dfrac{\partial q}{\partial z}+M   水蒸気保存の式

P=ρRT   気体の状態方程式P=\rho RT   気体の状態方程式

ww:鉛直速度 Ω\Omega:地球の角速度 ϕ\phi:緯度 ρ\rho:空気密度 gg:重力加速度 θ\theta:温位 qq:比湿 PP:気圧 RR:気体定数 TT:温度

一番上の二つの方程式において、uu:水平風の西風成分の風速(正:西風)  vv:水平風の南風成分の風速(正:南風) 

ベストアンサー

ベストアンサー

これらの式のどれがわからないのですか?一部、導けるものもあれば、原則だと思うものもあるので、演習を通して身につけると良いと思います。それに、偏微分方程式は他にもあります。ゴムヒモの熱力学などは良い例だと思います。高校生でも理解できるぐらいです。あとは波動方程式などですね。


返信(1件)

おそらく@Arsenicはですね,これらの式の表す物理的意味を問いたいんだと思いますね

例えば,免責を求める公式があったとして,その式を見ただけで理解できる人はいないと思うんですよ。

実際,どうしてそんなふうになるの?みたいなこともあると思うんで,解説してくださると助かります

ただ,彼なりに導出などは見たらしいんで

どういうことを表しているのかを知りたい,多分そういうことだと思います

僕らにはそうやって相談に来ました。

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