流體運動學(xué)和流體動力學(xué)基礎(chǔ)-wenkub
2023-05-28 01:53:13 本頁面
【正文】 加速度質(zhì)點加速度：質(zhì)點加速度： —— 定常流動 ； —— 均勻流動遷移導(dǎo)數(shù)全導(dǎo)數(shù)密度的質(zhì)點導(dǎo)數(shù) 壓強的質(zhì)點導(dǎo)數(shù) 由流場隨時間變化的不恒定性引起由流場隨空間位置變化的不均勻性引起當?shù)貙?dǎo)數(shù)8水位恒定：（ 1） A點不存在時變加速度和位變加速度。所謂空間一點上的物理量是指占據(jù)該空間點的流體質(zhì)點的物理量。 4—1 描述流動的方法{ 描述流體運動的困難{ 流體運動的描述方法（歐拉法， 拉格朗日法）4一 . 描述流體運動的困難質(zhì)點間的約束質(zhì)點數(shù)離散質(zhì)點系 流體 剛體 無 N個 強 弱 無窮 無窮初始狀態(tài)運動形態(tài)5離散質(zhì)點系流體 剛體困難 :{無窮多質(zhì)點{有變形{不易顯示T編號 ,逐點描述T3N個自由度216。167。167。167。167。167。將動量守恒定律用于恒定總流得到恒定總流的動量方程。本章的討論是純運動學(xué)意義上的，不涉及流動的動力學(xué)因素。第四章 流體運動學(xué)和流體動力學(xué)基礎(chǔ)1第四章流體運動學(xué)和流體動力學(xué)基礎(chǔ)216。216。216。 4—1 描述流動的方法216。 4— 3 流體動力學(xué)的基本概念 216。 4— 5 連續(xù)性 方程216。 4— 7 能量 方程216。 4— 9 沿流線主法線方向壓強和速度的變化216。六個自由度運動6二 流體運動的描述方法 Euler法（歐拉法 ）基本思想基本思想 ：考察空間每一點上的物理量及其變化。流體質(zhì)點和空間點是兩個完全不同的概念。（ 2） B點不存在時變加速度，但存在位變加速度。錄它們在運動過程中的各物理量及其變化規(guī)律。 4— 2 流動的分類按照流體性質(zhì)劃分：可壓縮流體的流動和不可壓縮流體的流動；理想流體的流動和粘性流體的流動； 牛頓流體的流動和非牛頓流體的流動；磁性流體的流動和非磁性流體的流動； 按照流動特征區(qū)分：有旋流動和無旋流動；層流流動和紊流流動；定常流動和非定常流動； 超聲速流動和亞聲速流動；按照流動空間區(qū)分 ：：內(nèi)部流動和外部流動；一維流動、二維流動和三維流動 ；1非定常流動 （ steady and unsteady flow)非定常流動 ：：定常流動：流動是否定常與所選取的 參考坐標系參考坐標系 有關(guān) 。(2)是幾元流動 。 給定速度場 ，流體質(zhì)點經(jīng)過時間 移動了距離 ，該質(zhì)點的跡線 微分方程 為起始時刻 時質(zhì)點的坐標為 ，積分得該質(zhì)點的跡線方程。流線微分方程 ： 實際上這包含兩個獨立微分方程，其中 t 是參數(shù)。u 流線不能彼此相交和折轉(zhuǎn)，只能平滑過渡。例 1(x+t)(y+t) = C解 由流線的微分方程：t = 0 時過 M(1,1)： C = 1t = 0 時過 M(1,1)點的流線：積分25已知直角坐標系中的速度場 ux=x+t； uy= y+t；uz=0,試求 t = 0 時過 M(1,1) 點的跡線。流束 —— 充滿流管的一束流體 。 總流 —— 截面積有限大的流束。流體在直管道內(nèi)的流動為 緩變流 ， 在管道截面積變化劇烈、流動方向發(fā)生改變的地方，如突擴管、突縮管、彎管、閥門等處的流動為 急變流。一般地不加下標 a，直接用 v 表示 。 系統(tǒng)邊界面 S(t)在流體的運動過程中不斷發(fā)生變化。 167。32即時，有時，有 。 4— 5 連續(xù)性方程 輸運公式為 由質(zhì)量守恒定律：積分形式的 連續(xù)性方程 ：：方程含義：單位時間內(nèi)控制體內(nèi)流體質(zhì)量的增量，等于通過控制體表面的質(zhì)量的凈通量。一維定常流動的連續(xù)性方程 36167。積分形式的 動量方程 ：：質(zhì)量力 表面力37用 動量修正系數(shù) 來修正實際流速和平均流速計算的動量通量的差別 : 定常流動時 ：應(yīng)用于 定常管流 時，可以對方程進行簡化 。 u 根據(jù)問題的要求 正確地選擇控制體 ，選擇的控制體必須 包含對所求作用力有影響的全部流體 。2，動量方程是矢量式，式中作用力、流速都是矢量。 424，方程中應(yīng)包括作用于控制體內(nèi)流體的一切外力：兩斷面上的壓力、重力、四周邊界對水流的作用力。7，動量方程中出現(xiàn)的是彎管對水流的作用力，水流對彎管的作用力是其反作用力。4，為什么取閘后收縮斷面為下游斷面？ 若本例計水底摩擦，所得結(jié)果還是閘門推力嗎？4647水排簡介東漢初（公元 31年）杜詩制造的“ 水排 ” ，利用溪水流作原動力，轉(zhuǎn)動鼓風機械供冶煉和鑄造鐵器農(nóng)具。482. 動量矩方程輸運公式為 η表示單位質(zhì)量流體的動量矩 。49167。輸運公式為 能量守恒定律律質(zhì)量力功率 表面力功率外界與系統(tǒng)單位時間交換的熱量 50一般形式的 能量方程 ：：重力場中絕熱流動積分形式的能量方程： 將表面力分解為垂直于表面的法向應(yīng)力 和相切于表面的切應(yīng)力 為流體的靜壓強 。伯努利 方程： 速度分布 壓力分布 。 方程的 物理意義 ：理想不可壓縮的重力流體作一維定常流動時，在同一流線的不同點上或者同一微元流束的不同截面上， 單位重量流體的動能、位置勢能和壓強勢能之和等于常數(shù)。求通過總管的流量；流體對分岔管作用力 R。63解：取坐標系如圖 由連續(xù)性方程 列 x 軸動量方程 聯(lián)立上二式 列 y 軸動量方程 射流對板的作用力64167
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