流體力學(xué)課件-第1章(編輯修改稿)
2025-04-15 06:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 隨機性使得流體的各物理量在時間和空 間上的分布都是不連續(xù)的 。 宏觀上：當(dāng)所討論問題的特征尺寸遠大于流體 的分子平均自由程時 ， 可將流體視為在 時間和空間連續(xù)分布的函數(shù) 。 167。 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) ? 問題的提出 個分子 ? 1mm3空氣 ( 1個大氣壓， 00C) ?宏觀 （ 流體力學(xué)處理問題的尺度 ） 上看 ， 流體質(zhì)點足夠小 ，只占據(jù)一個空間幾何點 ， 體積趨于零 。 ?微觀 （ 分子自由程的尺度 ） 上看 ， 流體質(zhì)點是一個足夠大的分子團 ， 包含了足夠多的流體分子 ， 以致于對這些分子行為的統(tǒng)計平均值將是穩(wěn)定的 ， 作為表征流體物理特性和運動要素的物理量定義在流體質(zhì)點上 。 ? 流體質(zhì)點概念 ? 問題的提出 ?流體質(zhì)點的運動過程是連續(xù)的；表征流體的一切特性可看成 是時間和空間連續(xù)分布的函數(shù) ?流體介質(zhì)是由連續(xù)的流體質(zhì)點所組成 ， 流體質(zhì)點占 滿空間而沒有間隙 。 ? 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) ?連續(xù)介質(zhì)假設(shè)是近似的 、 宏觀的假設(shè) ， 它為數(shù)學(xué)工具的 應(yīng)用提供了依據(jù) ， 在其它力學(xué)學(xué)科也有廣泛應(yīng)用 ， 使用 該假設(shè)的力學(xué)統(tǒng)稱為 “ 連續(xù)介質(zhì)力學(xué) ” 。 除了個別情形外 ，在 水力學(xué)中使用連續(xù)介質(zhì)假設(shè)是合理的 。 特例 航天器在高空稀薄的空氣中的運行 血液在毛細血管中的流動 ? 慣性及重力特性 ? 壓縮性和膨脹性 ? 粘性特性 ? 表面張力特性 第二節(jié) 流體的主要物理性質(zhì) Vm??VmL imV ????? 0? △ V→0 的理解，流體微團 /流體質(zhì)點的概念 一 .慣性及重力特性 慣性是指物體具有反抗改變其原有運動狀態(tài)的一種性質(zhì) 。 ? 慣性 表征量：密度 單位體積流體的質(zhì)量 。 [ML3] 。 kg/m3 對于均質(zhì)流體 : 對于非均質(zhì)流體 : ρ= 常數(shù) ),( PTf??表征量：比容 密度的倒數(shù)。 m3/kg 對氣體 : 對液體 : 4℃ 水的密度 ρ= 1000kg/m 3 水銀的密度 ρ p= 13600kg/m3 0℃ 空氣的密度 ρ= kg/m 3 對于均質(zhì)流體 : 對于非均質(zhì)流體，各點的重度不同： VG??VGL imV ????? 0? γ =ρ g 地球?qū)ξ矬w的吸引力 ? 重力特性 表征量：容重 單位體積流體的重量 4℃ 水的容重 γ = 9807 N/m3。 水銀的容重 γ = 133326 N/m3。 ? 粘性是流體抵抗變形的能力，是流體的固有屬性， 是運動流體產(chǎn)生機械能損失的根源 二 .流體的粘滯性 流體內(nèi)部質(zhì)點間或流層間因相對運動而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力 （內(nèi)力 /粘性力） 以反抗相對運動的性質(zhì) ? 牛頓內(nèi)摩擦定律 U ATdyTduT???1 hUhUAT?????T與流體種類有關(guān) dydudyduAT?????當(dāng)流體作層狀流動時 牛頓發(fā)現(xiàn) : μ —— 動力粘滯系數(shù) 。 ； ν —— 運動粘滯系數(shù) 。 m2/S ??? ?),( PTf??? 、 1泊 =1g/= 1m2/s = 104 cm2/s = 104 斯 T的影響較大， P的影響不大； 表征量粘度 反應(yīng)粘性大小的一個物理量 ， 與流體種類有關(guān) ① 單位換算 : ② 粘度的影響因素 : ? 容易解釋為什么 是剪切 （角）變形速率，它表示流體 直角減小的速度。 ? 滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體， ? 否則稱為非
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