流體力學(xué)基礎(chǔ)ppt課件(已修改)
2025-05-16 04:20 本頁(yè)面
【正文】 第三章 沉積學(xué)相關(guān)的 流體力學(xué)基本原理 第三章 沉積學(xué)相關(guān)的流體力學(xué)基本原理 一、 概述 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 三、 急流、緩流和福勞德數(shù) 四、 層流、紊流與雷諾數(shù) 五、 懸浮載荷和旋渦紊動(dòng)作用 六、 空氣的幾個(gè)流體力學(xué)問題 一、 概 述 沉積學(xué)中沉積機(jī)理的研究與流體力學(xué)的關(guān)系極為密切。 流動(dòng)的物質(zhì)為 流體 。從力學(xué)的性質(zhì)講，流體是一種受任何微剪切力都能連續(xù)變形的物質(zhì)。流體具有容易變形 (流動(dòng) )的特征，這就是流體的 流動(dòng)性 。 與沉積作用有關(guān)的流體： 水 、空氣。 流體力學(xué) ：研究流體在靜止和運(yùn)動(dòng)時(shí)的力學(xué)規(guī)律，研究流體與其它物體 (在沉積學(xué)中主要是碎屑沉積物 )之間的相互作用。 研究?jī)?nèi)容 包括兩個(gè)方面： 流體的類型與性質(zhì) 流體所受的力 一、 概 述 流體所受的力有：慣性力、萬(wàn)有引力、重力、粘滯力、彈性力、表面張力等。 流體力學(xué)亦是以牛頓運(yùn)動(dòng)三定律為基礎(chǔ)的。即流體的運(yùn)動(dòng)主要是受機(jī)械運(yùn)動(dòng)的定律所制約。機(jī)械運(yùn)動(dòng)的矛盾是作用力和反作用力的相互作用。 在流體運(yùn)動(dòng)中 重力、粘滯力、彈性力和表面張力 都是可以改變流體原有狀態(tài)的 作用力 ，唯有 慣性力 是維持流體原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 反作用力 。因此 ，簡(jiǎn)單地說，流體運(yùn)動(dòng)就是慣性力 (反作用力 )與其它作用力 (重力、粘滯力、彈性力、表面張力 )的相互作用的結(jié)果。作用力和反作用力相等時(shí)使流體保持平衡。 第三章 沉積學(xué)相關(guān)的流體力學(xué)基本原理 一、 概述 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 三、 急流、緩流和福勞德數(shù) 四、 層流、紊流與雷諾數(shù) 五、 懸浮載荷和旋渦紊動(dòng)作用 六、 空氣的幾個(gè)流體力學(xué)問題 二、流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 （一）粘滯性的概念 動(dòng)板實(shí)驗(yàn)： 設(shè)有兩塊平行的平板，其間充滿靜止流體。當(dāng)下板固定不動(dòng)，上板以勻速平行下板運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩板之間的流體便處于不同速度的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即： 附著在動(dòng)板下面的流體層的運(yùn)動(dòng)速度與動(dòng)板的速度相等，愈往下速度愈小，直到附著在定板上的流體層的速度為零 (線性速度分布規(guī)律如右圖 )。 實(shí)驗(yàn)說明： 每一運(yùn)動(dòng)速度較慢的流體層，都是在運(yùn)動(dòng)速度較快的流體層帶動(dòng)下才發(fā)生運(yùn)動(dòng)的。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)較快的流體層 (快層 )也受到運(yùn)動(dòng)較慢的流體層 (慢層 )的阻滯，而不能運(yùn)動(dòng)得更快。 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 （ 一）粘滯性的概念 動(dòng)板實(shí)驗(yàn) 說明，每一運(yùn)動(dòng)速度較慢的流體層，都是在運(yùn)動(dòng)速度較快的流體層帶動(dòng)下才發(fā)生運(yùn)動(dòng)的。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)較快的流體層 (快層 )也受到運(yùn)動(dòng)較慢的流體層 (慢層 )的阻滯，而不能運(yùn)動(dòng)得更快。根據(jù)作用力與反作用力的原理，相鄰流體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，快層對(duì)慢層產(chǎn)生一個(gè) 拖曳力 (作用力 )，使慢層加速；相反，慢層對(duì)快層產(chǎn)生一個(gè)方向相反的 阻滯力(反作用力 )，使快層減速。 拖曳力和阻滯力是大小相等方向相反的一對(duì)力，它們分別作用在兩個(gè)流層的接觸面上，又因?yàn)檫@一對(duì)力是在流體的內(nèi)部產(chǎn)生的；所以把這一對(duì)力叫做 內(nèi)摩擦力 (或稱為 粘滯力 )。流體在靜止時(shí)不能承受切力抵抗剪切變形；但在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，流體具有抵抗剪切變形的能力，稱為 粘滯性 。 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 （一）粘滯性的概念 根據(jù)作用力與反作用力的原理：相鄰流體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，快層對(duì)慢層產(chǎn)生一個(gè)拖曳力 (作用力 )，使慢層加速；相反，慢層對(duì)快層產(chǎn)生一個(gè)方向相反的阻滯力 (反作用力 )，使快層減速。 拖曳力（剪切應(yīng)力） ： 把加快流體運(yùn)動(dòng)的力。 阻滯力 ：
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