3.欧拉方程具有伽利略变换的不变性 在理想流体力学中动力学基本方程是欧拉方程: 或 2v1( v ) v G (1 )v 1 1v v ( v ) G2PtPt 下面 证明欧拉方程在惯性坐标系变换下的协变性: 在方程( 1)中 G、 P、 t 是不变量,可直接变换为 G/、 /、 P/、 t/; v变换为 v/+u.其中 u 是常矢,故 vuvuvuvvvvuvv )()()()(;)( ttt 再考虑算符zyx kji的坐标变换,单位矢 i、 j、 k 都是不变量,可用 i/、 j/、 k/代入, y、 z 用 y/、 z/代入 .但 xxtux utxxxxxx )1()(, 当算符所作用场量为压强 P 时, t 与 x 可认为是独立坐标,从而PPxxxt ,0 当算符作用于场量 v 时, t 与 x 是相关的,xvdtdxtx ,从而xvux x )1( xuv uxvuzyxvuxxx iikji)1( -( 2) 将( 2)式代入 vuviuvuviuvuvvxuxuvuxuvuxx)()()()(欧拉方程最终变换为: Pt 1)( Gvvv.可见,欧拉方程在 x/系中的形式与在 x 系中形式完全相同 . 欧拉方程在惯性坐标系变换下协变是意料中的,因为欧拉方程是牛顿运动定律在流体力学中的表达,而牛顿运动定律对伽利略变换是协变的,故对欧拉方程自然也协变 .