理想流體
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在物理學中,理想流體(英文:ideal fluid)指的是能完全被其在靜止坐標系下的密度和各向同性壓強p所描述的流體。
實際流體具有黏性,包含(同時也傳導)熱量。而理想流體,作為一個理想的模型,則忽略了這些可能性。換句話說,理想流體沒有剪應力、黏度和熱傳導等性質。
在空間取正的號差的張量記號中,理想流體的應力-能量張量以如下形式給出
在時間取正的號差的張量記號中,理想流體的應力-能量張量以如下形式給出
其中U是流體的速度向量場,是閔可夫斯基時空的度規張量。
這呈現出了靜止坐標系中一個極其簡單的形式
其中為能量密度,為流體的壓強。
理想流體理論承認拉格朗日公式,這也使得在場論中應用的一些技巧,特別是量子化,可以應用於流體。這一公式可以被推廣,但不幸的是,推廣後的公式無法處理熱傳導和各向異性壓強的問題。
理想流體常被用於描述廣義相對論中質量的理想化分佈,例如恆星的內部以及各向同性宇宙。在後者中,理想流體的狀態方程可以被用於弗里德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規中以描述宇宙的演化。
另見
參考
- The Large Scale Structure of Space-Time, by S.W.Hawking and G.F.R.Ellis, Cambridge University Press, 1973. ISBN 0-521-20016-4, ISBN0-521-09906-4 (pbk.)
外部連結
- Mark D. Roberts, [A Fluid Generalization of Membranes http://www.arXiv.org/abs/hep-th/0406164 (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) hep-th/0406164].