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2025-02-27 15:38本頁面
【正文】 的流體才能抵抗一定的剪切力！ 11 流體的主要物理性質(zhì) ? 粘度 ? μ：動(dòng)力粘度系數(shù) ? 當(dāng)流體的 μ為常數(shù)時(shí)，稱為牛頓流體。 ? 一般，液體（如水煤漿、重油）的粘度隨溫度的升高而降低；氣體的粘度隨溫度的升高而升高。 ? 在工程中，一般在邊界層（靠近壁面）以外的區(qū)域，將實(shí)際流體近似成理想流體，帶來的誤差很小。 – 在數(shù)學(xué)上有很多成熟的、嚴(yán)格的解決理想流體運(yùn)動(dòng)（勢流）的方法。 14 流體運(yùn)動(dòng)的描述方法 ? 拉格朗日法 ? 歐拉法 。 ? 任意流體質(zhì)點(diǎn)的空間位置，將是質(zhì)點(diǎn)的起始坐標(biāo)(a,b,c) 以及時(shí)間 t的單值連續(xù)函數(shù)。 16 歐拉法 ? 歐拉法不是著眼于個(gè)別流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，而是著眼于整個(gè)流場的狀態(tài)，即研究表征流場內(nèi)流體流動(dòng)特性的各種物理量的矢量場與標(biāo)量場。 – 歐拉法：將坐標(biāo)原理建立在流場中，坐標(biāo)系不再隨流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。 17 歐拉法 18 歐拉法 ? 歐拉法中，對加速度的求解與拉格朗日法不同。 ? 以 x坐標(biāo)為例： – 第 1項(xiàng)：固定點(diǎn)上的流體質(zhì)點(diǎn)的加速度，稱當(dāng)?shù)丶铀俣萳ocal acceleration，或者 unsteady acceleration 。 – 工程中絕大部分穩(wěn)定運(yùn)行的可采用定常流動(dòng)來描述。 – 一般研究瞬態(tài)過程時(shí)，需要考慮為非定常流動(dòng)。 20 伯努利方程 ? 適用條件 – 理想流體；不可壓縮；定常流動(dòng)；質(zhì)量力僅為重力。 ? 第二項(xiàng)： P/ρg+z：稱為靜壓頭 ? 兩者之和： H0：稱為總壓（ total pressure） ? 物理意義：在流線中的各點(diǎn)，動(dòng)壓和靜壓之間可以相互轉(zhuǎn)化，速度越大，相應(yīng)的靜壓越小，而總壓保持守恒。 22 三大守恒定律 ? 三大守恒定律指的是： 質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒 定律。 ? 直接數(shù)值模擬（ DNS）即是對這三個(gè)守恒定律的直接離散求解，不依賴任何物理模型。 – 直接數(shù)值模擬耗計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存（目前只能進(jìn)行到 cm、 1s級尺度），無法解決工程問題 – 直接數(shù)值模擬無法揭示一些物理規(guī)律 23 質(zhì)量守恒定律 ? 又稱 連續(xù)性方程 。 ? 后三項(xiàng)：流入、流出控制體的流體質(zhì)量。 26 動(dòng)量守恒定律 ? 各項(xiàng)物理意義 27 能量守恒定律 ? 由傳熱、化學(xué)反應(yīng)和內(nèi)能變化等引起能量交換總和為零。 ? 可以用該公式描述上述三大守恒定律（ Φ不同）。 ? 湍流、化學(xué)反應(yīng)等模型也可使用該歸一化的方程進(jìn)行求解，大大方便編程。 30 傳熱學(xué)基礎(chǔ) ? 只要有溫差，就存在傳熱 ? 傳熱的基本形式 –熱傳導(dǎo) –對流 –輻射 31 熱傳導(dǎo) (Conduction) ? 傅立葉定律 ? 機(jī)理：介質(zhì)不發(fā)生位移，而是依靠微觀粒子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) ? 導(dǎo)熱系數(shù)越大，越容易導(dǎo)熱 ? 金屬是熱的良導(dǎo)體，液體次之，氣體最差。例子： CPU風(fēng)扇。如太陽光照射。 黑度 34 專題 ? 湍流 /層流 ? 邊界層流動(dòng) ? 多相流 35 專題 ? 湍流 /層流 ? 邊界層流動(dòng) ? 多相流 36 湍流 /層流 雷諾實(shí)驗(yàn) ? 層流 ? 轉(zhuǎn)折 ? 湍流 流速增大 水流 染料 37 湍流 /層流 ? 流動(dòng)可分為兩種截然不同的形態(tài)， 層流和 湍流 。 ? 流動(dòng)形態(tài)主要受兩種力控制： 粘性力 和 慣性力 。 ? 層流受擾動(dòng)后 –當(dāng)粘性的穩(wěn)定作用起主導(dǎo)作用時(shí)，擾動(dòng)就受到粘性的阻滯而衰減下來，層流就是穩(wěn)定的。 –流動(dòng)呈現(xiàn)什么流態(tài)，取決于擾動(dòng)的慣性作用和粘性的穩(wěn)定作用相互斗爭的結(jié)果。 ? 能源領(lǐng)域的實(shí)際問
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