工程流體力學(xué)-第3章-流體運(yùn)動(dòng)基本概念和基本方程-展示頁(yè)
2024-08-22 10:49本頁(yè)面
【正文】 化率與通過(guò)控制體表面的凈通量之和。39。0?t? 時(shí) ， 有 。 即 tdVdVtdVdVdtdN tttttttt ?????????? ???????????????? ????????ⅠⅢⅡⅡ)()(l i m)()(l i m0039。0??????????????IIIII VVV ????IIIIIVV ????V ： 系統(tǒng)在 t時(shí)刻的體積； V’ ：系統(tǒng)在 t＋ δ t時(shí)刻的體積 。 η 表示單位質(zhì)量流體所具有的該種物理量 。邊界面S 稱為控制面。 二 .控制體 (control volume) — 相對(duì)于坐標(biāo)系固定不變的空間體積 V。 xAR ?表52 矩 形、梯形、圓形過(guò)水?dāng)嗝娴乃σ財(cái)嗝嫘螤? 水面寬度 B 有效斷面積A 濕周 x 水力半徑 R b hb 2?bh? ?hmhb ?hbbh2?? ?hdh ?2? ?212 mhbhmhb???212 mhb ??? ? *si n8 2 ?? ?d ?????? ???s in14dd??21mhb 2?*式中 以弧度計(jì) ?? hhhbbBBBdm m ?第五節(jié) 系統(tǒng) 控制體 輸運(yùn)公式 一 .系統(tǒng)（ system） — 流體質(zhì)點(diǎn)的集合 。 Aq va ?? 水力半徑 濕周 — 在總流的有效截面上，流體與固體壁面的接觸長(zhǎng)度 。 流量 —— 在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)有效截面積的流體的量 。 總流 —— 無(wú)限多微元流束組成總的流束。 流束 —— 充滿流管的一束流體 。 流線的幾個(gè)性質(zhì)： 跡線和流線的差別： ?跡線是同一流體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移曲線，與 Lagrange觀點(diǎn)對(duì)應(yīng)； ?流線是同一時(shí)刻、不同流體質(zhì)點(diǎn)速度向量的包絡(luò)線，與 Euler觀點(diǎn)對(duì)應(yīng)。 ? 流線不能彼此相交和折轉(zhuǎn)，只能平滑過(guò)渡。 ),(),(),( tzyxvdztzyxvdytzyxvdxzyx??流線微分方程： Y vvxv x?),co s (vvyv y?),c o s (vvzv z?),co s (速度與坐標(biāo)軸夾角： dsdxx ?),co s (?流線 ds的切線與坐標(biāo)軸夾角： dsdyy ?),co s (?dsdzz ?),c o s (?由上述方程可知： 流線微分方程 ? 在定常流動(dòng)中，流線不隨時(shí)間改變其位置和形狀，流線和跡線重合。 流線 —— 速度場(chǎng)的矢量線。 屬拉格朗日法的研究?jī)?nèi)容。 定常流動(dòng) （ steady and unsteady flow) 非定常流動(dòng) （ unsteady flow) 2. 一維流動(dòng)、二維流動(dòng)和三維流動(dòng) 一維流動(dòng)：流動(dòng)參數(shù)是一個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)； 二維流動(dòng) → 一維流動(dòng) 三維流動(dòng) → 二維流動(dòng) 二維流動(dòng)： 流動(dòng)參數(shù)是兩個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)； 三維流動(dòng)： 流動(dòng)參數(shù)是三個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)。 （ 2）流動(dòng)過(guò)程中 任意一個(gè)物理量 隨時(shí)間變化而變化 。 獨(dú)立變量： （ a,b,c,t） —— 區(qū)分流體質(zhì)點(diǎn)的標(biāo)志 二 Lagrange法（拉格朗日法） 速度： ????????????????????ttcbaztcbattcbaytcbattcbaxtcbazzyyxx)()()()()()(，，，＝，??????流體質(zhì)點(diǎn)的加速度： ?????????????????????????????222222)()()()()()()()()(ttcbazttcbatcbaaattcbayttcbatcbaaattcbaxttcbatcbaaazyyyyyxxx，，，，＝，???質(zhì)點(diǎn)物理量： ????????)()()(tcbazztcbayytcbaxx，，流體質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)： 流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程 第二節(jié) 流動(dòng)的類型 按照流體性質(zhì)劃分： 可壓縮流體的流動(dòng) 和 不可壓縮流體的流動(dòng) ； 理想流體 的流動(dòng)和 粘性流體 的流動(dòng)； 牛頓流體 的流動(dòng)和 非牛頓流體 的流動(dòng)； 按照流動(dòng)特征區(qū)分： 有旋流動(dòng)和無(wú)旋流動(dòng)；層流流動(dòng)和紊流流動(dòng)； 定常流動(dòng)和非定常流動(dòng)； 超聲速流動(dòng)和亞聲速流動(dòng)； 按照流動(dòng)空間區(qū)分： 內(nèi)部流動(dòng)和外部流動(dòng)； 一維流動(dòng) 、 二維流動(dòng)和三維流動(dòng)； 、非定常流動(dòng) （ steady and unsteady flow) ? ?tzyx 。第三章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) (Fundamental of Fluid Dynamics) 流體力學(xué)基本方程 連續(xù)性方程 動(dòng)量方程 動(dòng)量矩方程 伯努利方程 能量方程 工程流體力學(xué) 第一節(jié) 流體運(yùn)動(dòng)的描述方法 一 Euler法（歐拉法 ） 基本思想 ：考察空間每一點(diǎn)上的物理量及其變化。 獨(dú)立變量 ：空間點(diǎn)坐標(biāo) 和時(shí)間參數(shù) t ， , ),( zyx),( tzyxvv ? ),( tzyxpp ? ),( tzyx?? ??歐拉法 Euler法（歐拉法） 描述流體運(yùn)動(dòng) 第一節(jié) 流體運(yùn)動(dòng)的描述方法 一 Euler法（歐拉法 ） zyx dtdzdtdydtdx ??? ??? ,?????????????????????????????????????????????zyxtazyxtazyxtazzzyzxzzyzyyyxyyxzxyxxxx?????????????????????流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度： vx vy vz Z X Y ????????),(),(),(zz tzyxvvtzyxvvtzyxvvyyxx流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度： 質(zhì)點(diǎn)全導(dǎo)數(shù)： vvvva )( ??????? tdtd遷移加速度 當(dāng)?shù)丶铀俣? 質(zhì)點(diǎn)加速度： ? ???? ?????? vtdtd密度的質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù) 壓強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù) ? ? ptpdtdp ?????? v)( ?????? vtdtd
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