オイラーの運動方程式
∂v/∂t+(v∇)v=K-1/ρ・gradp ・・・(1)
(v:流れの速度,K:外力,p:圧力,ρ:密度)とする。(二次元の場合で考える事にする)
p=p(x,y)
v=(u,v) (u:vのx成分分速度,v:vのy成分分速度)と考えて(1)を成分表示すると
∂u/∂t+u(∂u/∂x)+v(∂u/∂y)=Kx-1/ρ・∂p/∂x・・・(3)
∂v/∂t+u(∂v/∂x)+v(∂v/∂y)=Ky-1/ρ・∂p/∂y・・・(4)
条件:流れが定常的であると仮定すれば、∂v/∂t=0
外力がポテンシャルVを持つと仮定すると、K=-gradVと表せる。
条件を考慮し、式の表現を少し変えると(3),(4)式は
u(∂u/∂x)+v(∂v/∂x)-v(∂v/∂x-∂u/∂y)=-∂V/∂x-1/ρ・∂p/∂x・・・(3')
u(∂u/∂y)+v(∂v/∂y)+u(∂v/∂x-∂u/∂y)=-∂V/∂y-1/ρ・∂p/∂y・・・(4')と表す事が出来る。
(3')dx+(4')dyを作ると
d{(u^2+v^2)/2}+dV+dp/ρ=(∂v/∂x-∂u/∂y)(vdx-udy)・・・(5)
定常流を仮定しているからvdx-udy=0となるので(5)の右辺=0となる。
よって(5)の両辺を積分してu^2+v^2=q^2(u,vの合速度)と書き換えれば
(q^2)/2+V+∫dp/ρ=Const (ベルヌーイの式)が得られる。