为了在(ξ,η)坐标系中求解初值问题,需要对初值问题的控制方程进行变换。对于二维问题,即将所有对(x,y,t)的偏导数变换成对(ξ,η,τ)的偏导数。下面介绍有关的变换公式。
设f(x,y,t)为一个二阶连续可微的x、y、t的标量函数。F(x,y)=i F1(x,y)+j F2 (x,y)为一连续可微的x、y的向量函数,其中i、j分别为x、y方向的单位向量。则导数的变换公式为
向量导数的变换公式如下:
Laplace算子为
或
梯度为
散度为
旋度为
现以Navier-Stokes方程为例,说明在变换坐标系中初值问题偏微分方程的形式。在实际物理平面中的方程为
式中:D=(∂u/∂x+∂u/∂y);其余符号的意义同前述。
利用导数的变换公式,上面的方程组可以变换成
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