レイノルズの基礎方程式 (3次元)
こんにちは。流体潤滑で、レイノルズ方程式(3次元)を導出させる課題を行っています。
摩擦面にすきまにx,y,z軸をとって、上の面がx方向にU_2、y方向にVで動き、下の面がx方向にU_1の速度で動くとする。その隙間にある油膜内の一点P(x,y,z)での、x、y、z方向の油の速度を(u,v,w)とすると、各方向に運動方程式が立てられる。
η(∂^ 2 /∂^2y)=∂P/∂x
η(∂^2v/∂^2y)=∂P/∂y=0
η(∂^2w/∂^2y)=∂P/∂z
【注】ここで、(∂^ 2 /∂^2y)は2回微分を示す。
この問題における境界条件
y=0 ⇒ u=U_1, v=w=0
y=h ⇒ u=U_2, v=V, w=0
を用いて2回積分を行うと、
u= {U_1+(U_1-U_2)×[h-y]/ h} +{-(y[h-y]/ 2η(∂P/∂x)}
v=V y / h
w={-(y[h-y]/ 2η(∂P/∂z)}
が得られ、この3式と連続の式より、次のレイノルズ基礎方程式が得られる。
∂/∂x(h^3×∂P/∂x)+∂/∂z(h^3×∂P/∂x)=
6η(U_1-U_2)(∂h/∂x)+6ηU(∂/∂x)(U_1+U_2)+12ηV
自分はこのレイノルズ基礎式を導出したいのですが、
(1) 2回積分を行った時のuの式が違う
u= {U_1+(U_2-U_1)×y/h} +{-(y[h-y]/ 2η(∂P/∂x)}
となってしまう。
(2) 連続の式の使い方
がうまく理解できずに導出することができません。
参考に出来る本や、サイト、他に解答例があったらアドバイスよろしくお願いします。