流體力學(xué)基礎(chǔ)ppt課件-wenkub
2023-05-19 04:20:34 本頁(yè)面
【正文】 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。 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 。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 )。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 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。 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（在切力作用下），流體具有抵抗剪切變形的能力，稱為 粘滯性 。 A： 接觸面積 (m2) μ ： 與流體種類、溫度有關(guān)的系數(shù)，稱為 動(dòng)力粘滯性系數(shù) (帕 表示流體粘滯性的大小。 τ 為 粘滯切應(yīng)力 ，代表單位面積上的內(nèi)摩擦力。例如沉積物重力流、血液、高分子液體等是非牛頓流體。 沉積物重力流即屬賓漢流體 。 沉積學(xué)所研究的對(duì)象大多是明渠流 ， 明渠水流中 按流動(dòng)強(qiáng)度 可分為 急流 、 緩流 和 臨界流 三種流態(tài)。 急流（ a）和緩流（ b）遇到障礙物時(shí)的流動(dòng)特點(diǎn) 三、 急流、緩流和福勞德數(shù) 急流和緩流的定量判別準(zhǔn)則是 福勞德數(shù)(Froude number)， 即 式中： Fr： 福勞德數(shù)； V： 流速； g： 重力加速度； h:水深 福勞德數(shù)是一個(gè)無(wú)量綱數(shù)。 明渠條件下，要使 Fr值達(dá)到 1，要求 在 水深 10m時(shí) ， 流速達(dá) ，這樣高的流速在自然界中極為罕見 ， 在淺水的海洋環(huán)境中，一般只有 2m/秒 的 速度 。； 臨界流 ： Fr=1，慣性力等于重力； 急流 ： Fr1，慣性力大于重力，是慣性力起主導(dǎo)作用下的流動(dòng)。 逆行沙丘層理 急流 Fr ＞ 1 當(dāng)水流的振動(dòng)波幅變化大時(shí)，局部能生成高能量的波浪，最后加大流速，形成沖槽和沖坑 根據(jù) , 水槽寬 , 長(zhǎng) 流動(dòng)強(qiáng)度與底床形態(tài)（層理類型） 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 四、 層流、紊流與雷諾數(shù) 1883年英國(guó)物理學(xué)家 雷諾 通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) ， 流體存在著兩種不同的 流動(dòng)狀態(tài) ： 層流 和 紊流 (又稱為湍流 )。 閥門 A繼續(xù)開大，使管中流速增大，直到流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)呈分層流動(dòng)狀態(tài)被破壞，發(fā)生互相混雜，并且有縱向脈動(dòng)，這種流動(dòng)狀態(tài)為紊流 （右圖 c）。秒或牛 但雷諾還發(fā)現(xiàn) ， 不論 ρ 、 μ 、 d如何變化 ， 流動(dòng)形態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的(VKdρ)/μ 或 (VKd)/υ 值卻比較固定 ， 而且是一個(gè)無(wú)量綱數(shù) 。 當(dāng) Re=2320時(shí)為 臨界流 ，也稱 臨界雷諾數(shù) (Rek)， 其對(duì)應(yīng)的是 臨界流速 (VK)。 小 結(jié) ：
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