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二维和三维空间点源函数
时间:2024-12-23 21:01:44
答案

把式(4.113)推广到n维空间,控制方程变为

地下水运动方程

式中:Δn为n维空间(λ1,λ2,…,λn)的Laplace算符,λi表示第i个坐标。其基本解是一维空间瞬时点源函数的乘积:

地下水运动方程

式中:s1,s2,…,sn是点源在n维空间的位置。

根据这种规律,二维空间点源函数为

地下水运动方程

如果把坐标原点移到点源位置(x0,y0),则点源函数具有轴对称性质,即

地下水运动方程

它就是无限大承压含水层的瞬时点源解。不过,此时的水均衡结果不再是式(4.120),而是

地下水运动方程

式中:b为含水层的厚度;S=Ssb为贮水系数。

同理,三维空间点源函数为

地下水运动方程

这种三维空间点源函数可以追溯到热传导理论中的开尔文(Kelvin)公式,即三维热传导问题的基本解。如果把坐标原点移到点源位置(x0,y0,z0),则点源函数具有球对称性质,即

地下水运动方程

这就是无限大三维渗流空间的瞬时点源解。不过,此时的水均衡结果也不再是式(4.120),而是

地下水运动方程

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