流體力學基礎ppt課件(已修改)
2025-05-16 04:20 本頁面
【正文】 第三章 沉積學相關的 流體力學基本原理 第三章 沉積學相關的流體力學基本原理 一、 概述 二、 流體的粘滯性和內摩擦定律 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作用 六、 空氣的幾個流體力學問題 一、 概 述 沉積學中沉積機理的研究與流體力學的關系極為密切。 流動的物質為 流體 。從力學的性質講，流體是一種受任何微剪切力都能連續(xù)變形的物質。流體具有容易變形 (流動 )的特征，這就是流體的 流動性 。 與沉積作用有關的流體： 水 、空氣。 流體力學 ：研究流體在靜止和運動時的力學規(guī)律，研究流體與其它物體 (在沉積學中主要是碎屑沉積物 )之間的相互作用。 研究內容 包括兩個方面： 流體的類型與性質 流體所受的力 一、 概 述 流體所受的力有：慣性力、萬有引力、重力、粘滯力、彈性力、表面張力等。 流體力學亦是以牛頓運動三定律為基礎的。即流體的運動主要是受機械運動的定律所制約。機械運動的矛盾是作用力和反作用力的相互作用。 在流體運動中 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 是維持流體原有運動狀態(tài)的 反作用力 。因此 ，簡單地說，流體運動就是慣性力 (反作用力 )與其它作用力 (重力、粘滯力、彈性力、表面張力 )的相互作用的結果。作用力和反作用力相等時使流體保持平衡。 第三章 沉積學相關的流體力學基本原理 一、 概述 二、 流體的粘滯性和內摩擦定律 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作用 六、 空氣的幾個流體力學問題 二、流體的粘滯性和內摩擦定律 （一）粘滯性的概念 動板實驗： 設有兩塊平行的平板，其間充滿靜止流體。當下板固定不動，上板以勻速平行下板運動時，兩板之間的流體便處于不同速度的運動狀態(tài)，即： 附著在動板下面的流體層的運動速度與動板的速度相等，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 )。 實驗說明： 每一運動速度較慢的流體層，都是在運動速度較快的流體層帶動下才發(fā)生運動的。同時，運動較快的流體層 (快層 )也受到運動較慢的流體層 (慢層 )的阻滯，而不能運動得更快。 二、 流體的粘滯性和內摩擦定律 （ 一）粘滯性的概念 動板實驗 說明，每一運動速度較慢的流體層，都是在運動速度較快的流體層帶動下才發(fā)生運動的。同時，運動較快的流體層 (快層 )也受到運動較慢的流體層 (慢層 )的阻滯，而不能運動得更快。根據(jù)作用力與反作用力的原理，相鄰流體產生相對運動時，快層對慢層產生一個 拖曳力 (作用力 )，使慢層加速；相反，慢層對快層產生一個方向相反的 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力，它們分別作用在兩個流層的接觸面上，又因為這一對力是在流體的內部產生的；所以把這一對力叫做 內摩擦力 (或稱為 粘滯力 )。流體在靜止時不能承受切力抵抗剪切變形；但在運動狀態(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：相鄰流體產生相對運動時，快層對慢層產生一個拖曳力 (作用力 )，使慢層加速；相反，慢層對快層產生一個方向相反的阻滯力 (反作用力 )，使快層減速。 拖曳力（剪切應力） ： 把加快流體運動的力。 阻滯力 ：
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