控制体积

在连续介质力学和热力学中，控制体积 (CV) 是在创建物理过程的数学模型的过程中使用的数学抽象。 在惯性参照系中，它是给定体积的虚拟区域，固定在空间中或以恒定流速移动，连续体（气体、液体或固体）流经该区域。 包围该区域的封闭表面称为控制表面。

在稳定状态下，控制体积可以被认为是连续质量保持恒定的任意体积。 当连续体移动通过控制体积时，进入控制体积的质量等于离开控制体积的质量。 在稳定状态下，在没有功和热传递的情况下，控制容积内的能量保持恒定。 它类似于自由体图的经典力学概念。

通常，要了解给定的物理定律如何应用于所考虑的系统，首先要考虑它如何应用于小的、控制体积或代表性体积。 特定的控制体积没有什么特别之处，它只是代表系统的一小部分，物理定律可以很容易地应用到其中。 这产生了所谓的数学模型的体积或体积公式。

由于物理定律在特定控制体积上以某种方式表现，因此它们在所有此类体积上以相同方式表现，因为该特定控制体积在任何方面都不是特殊的。 通过这种方式，可以开发相应的数学模型的逐点公式，以便它可以描述整个（可能更复杂）系统的物理行为。

在连续介质力学中，守恒方程（例如纳维-斯托克斯方程）是积分形式的。 因此，它们适用于卷。 寻找独立于控制量的方程形式可以简化积分符号。 控制体积可以是静止的，也可以以任意速度移动。

连续介质力学中的计算往往需要将正则时间推导算子 d / d t {\displaystyle d/dt\;} 替换为实质导数算子 D / D t {\displaystyle D/Dt} 。

考虑一个 bug，它正在穿过一个有一些标量的体积