流體力學(xué)第五章3-4節(jié)-免費(fèi)閱讀
【正文】 他為英國的一名造船工程師，他在水中拖曳一些平板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用來估算船舶的波阻力。 對(duì)于非恒定流動(dòng) ， 要滿足初始條件相似 。 并且各種成分力的相似比例數(shù)也相同 ， 即力多邊形相似 。 相似概念 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 表征 流動(dòng) 過程 的物 理量 描述幾何形狀的 如長度、面積、體積等 描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 如速度、加速度、體積流量等 描述動(dòng)力特征的 如質(zhì)量力、表面力、動(dòng)量等 按性質(zhì)分 幾何 相似 運(yùn)動(dòng) 相似 動(dòng)力 相似 流 動(dòng) 相 似 應(yīng) 滿 足 的 條 件 02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 3 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 幾何相似 ：流場幾何形狀相似，相應(yīng)長度成比例，相應(yīng)角度相等。 幾何相似還可認(rèn)為包括流場相應(yīng)邊界性質(zhì)相同，如固體壁面，自由液面等。 作用力比尺 mpF FF /??第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 11 質(zhì)點(diǎn)達(dá)朗貝爾原理 作用于質(zhì)點(diǎn)上的主動(dòng)力Ｆ，約束力Ｆ Ｎ ，虛加慣性力Ｆ Ｉ 在形式上組成平衡力系． ｍ Ｆ Ｆ Ｎ Ｆ＝ｍａ Ｆ Ｉ 0???IN FFF???0??? ｘｘｘ IN FFF ???慣性力是人為地、假想地加上去的，并不真實(shí)的作用在物體上。 綜上所述，要使模型流動(dòng)和原型流動(dòng)相似，需要兩者在時(shí)空相似的條件下受力相似。 02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 22 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 涉及到重力和慣性力的系統(tǒng)有 ： 船舶形成的波作用； 水在明渠中的流動(dòng)； 水流對(duì)橋墩的作用力； 溢洪道的繞流； …… 02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 23 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 22mmmPPpvpvp???無量綱數(shù) （ 3）歐拉準(zhǔn)則 —— 壓力是主要的力 mmppIPIP ?2plP ?22 vlI ??壓力 慣性力 mp EuEu )()( ?2vpEu??紀(jì)念瑞士數(shù)學(xué)家 Leonhard Euler 02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 24 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 2vp??歐拉 數(shù) —— 表征壓力與慣性力之比 兩流動(dòng)相應(yīng)的歐拉數(shù)相等，壓力相似 在不可壓縮流體中 ,對(duì)流動(dòng)起作用的是壓強(qiáng)差 ,而非壓強(qiáng)的絕對(duì)值日 . 2vp?2vpEu???p?02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 25 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) （ 4）柯西準(zhǔn)則 —— 彈性力是主要的力 mmppEIEI ?2KlE ? K—— 流體的體積模量 22 vlI ??慣性力 彈性力 mmmppPKvKv 22 ?? ?mp CaCa )()( ?02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 26 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 無量綱數(shù) KvCa2??柯西 數(shù) —— 表征慣性力與彈性力之比 兩流動(dòng)相應(yīng) 的 柯西 數(shù) 相等，壓力相似 氣體： mmPPavav ?無量綱數(shù) avM ?馬赫數(shù) —— 彈性力的相似準(zhǔn)數(shù) ?Ka ?mp MaMa )()( ?02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 27 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 馬赫數(shù)是紀(jì)念?yuàn)W地利物理學(xué)家兼哲學(xué)家 Ernst Mach 他在 1880年研究過超聲速彈丸的激波 Ma 1, 亞聲速流 Ma = 1，聲速流 Ma 1, 超聲速流 02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 28 第三節(jié) 相似理論基礎(chǔ) 則雷諾準(zhǔn)則、弗勞德準(zhǔn)則成立，歐拉準(zhǔn)則可自行成立 若決定流動(dòng)的是粘性力、重力和壓力 幾何相似與定性準(zhǔn)則成立是實(shí)現(xiàn)流體力學(xué)相似的充要條件 02:58:35 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 29 幾點(diǎn)
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