工程流體力學(xué)-第3章-流體運動基本概念和基本方程-在線瀏覽
2024-09-17 10:49本頁面
【正文】 隨體導(dǎo)數(shù) 當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù) 遷移導(dǎo)數(shù) 二 Lagrange法（拉格朗日法） 基本思想： 跟蹤每個流體質(zhì)點的運動全過程，記錄它們在運動過程中的各物理量及其變化規(guī)律。,BB ? 0???t非定常流動 ： ? ?zyx ,BB ? 0???t定常流動： （ 1）流動過程中 所有的物理量 都不隨時間變化而變化 。 定常流動： 非定常流動： 判斷的唯一依據(jù)： 運動參數(shù)是否隨時間變化。 ? ?xfv xa ?? ?yxfv x ,?? ?zyxfv x ,?kxyjyixyv ???? ??? 32 3判斷： 屬于幾維流動？ 跡線 —— 流體質(zhì)點的運動軌跡線。 第三節(jié) 跡線 流線 一 . 跡線 第三節(jié) 跡線 流線 二 . 流線 任一時刻 t，曲線上每一點處的切向量都與該點的速度向量相切。 第三節(jié) 跡線 流線 任一時刻 t，曲線上每一點處的切向量都與該點的速度向量相切。 ? 在非定常流動中，由于各空間點上速度隨時間變化，流線的形狀和位置是在不停地變化的。 ? 流線密集的地方流體流動的速度大，流線稀疏的地方流動速度小。 跡線和流線： 流管 —— 在流場中作一不是流線的封閉周線 C，過該周線上的所有流線組成的管狀表面。 微元流束 —— 截面積無窮小的流束。 1. 流管和流束 第四節(jié) 流管 流束 流量 水力半徑 3. 緩變流和急變流 緩變流 — 流線近似平行； 急變流 — 流線不平行； 緩變流 急變流 急變流 緩變流 4. 有效截面 流量 平均流速 有效截面 — 在流束或者總流中 ， 與所有流線都垂直的截面 。 ?????? ????AnAAv dAvdAnvvq ),c o s (dAvskg/體積流量 （ ） sm /3質(zhì)量流量 （ ） ?????? ????AnAAm dAvdAnvvq ??? ),c o s(dAv平均流速 — 體積流量與有效截面積之比值 。 水力半徑 — 總流的有效截面積 A和濕周之比 。 確定的流體質(zhì)點 組成的流體團或流體體積 V(t)。是為了研究問題方便而取定的。 系統(tǒng)和控制體 三 . 輸運公式 ???? V dVN ??N為系統(tǒng)在 t時刻所具有的某種物理量 （ 如質(zhì)量 、 動量和能量等 ） 的總量 。 t時刻流體系統(tǒng)所具有的某種物理量 N對時間的 變化率 為 tdVdVdVdtddtdNtVttVtV ?????????)()(l i m 39。 系統(tǒng)的物理量隨時間的變化率與控制體內(nèi)這種物理量隨時間的變化率和經(jīng)過控制面的凈通量之間的關(guān)系 。39。 0, ??? I I IIIII如果用 CV表示控制體的體積 ， 則有 CVtVII ?? )(??????????????? CVttttdVttdVdV??????? ??39。)()(l i m0ⅡⅡ???????????????222c o s)(lim0 CS nCSCStttdAdAtdV? ? ????? ? ???? ??dAvⅢ??????????????111c o sl i m0 CS nCSCSttdAdAtdV? ? ????? ? ?????－）（Ⅰ dAvCS2為控制體表面上的出流面積； CS1為流入控制體表面的入流面積 。 當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)項 遷移導(dǎo)數(shù)項 流場的非穩(wěn)定性引起 流場的非均勻性引起 定常流動： dAdtdNCSn??? ? ? ?或者 dAv ?? ??CSdtdN ??第六節(jié) 連續(xù)性方程 dAdVtdtdNCSnCV????? ???? ? ? ???輸運公式為 0?? dtdmdtdN由質(zhì)量守恒定律： 0???? ??? ?? dAdVtCV CSn???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 。 N 為系統(tǒng)內(nèi)的流體具有的質(zhì)量 。 對于 不可壓縮流體 ： 2211 AA ?? ?二 . 定常管流 定常流動 連續(xù)性方程 ： 0??? dACSn??第七節(jié) 動量方程 動量矩方程 一 . 動量方程 原理： 質(zhì)點系動量定理 —— 用于 工程實際中求解流體與固體之間的作用力和力矩 對上式應(yīng)用質(zhì)點系的 動量定理： ???? V dVN ???? ,＝η 表示單位質(zhì)量流體具有的動量 。 dAdVtdtdNCSnCV????? ???? ? ? ???輸運公式為 dAdVtdtdN nCSCV????? ????? ????代入輸運公式： 質(zhì)量力 表面力 ApVfAnVdddtd ?????? ??? ???FN定常流動時 ： dApdVfdACSnCVnCS??????? ????? ＝為作用于控制體上的質(zhì)量力和表面力之和 。 ?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 : dApdVfdAvdVtCSnCVCSCV?????????? ???? ???? ＝積分形式的 動量方程 ： 二 定常管流的動量方程： FdAdA nAnA?????? ??????12－化簡： AdA aA22 ? ? ??? ??? dAA A a2)(1 ????? ＝定常管流投影形式的 動量方程： ??????????????)()()(122112211221zzVzyyVyxxVxqFqFqF???????????????投影形式 : ??????????????)()()(121212nnnzzVzpfzyyVypfyxxVxpfxqFFqFFqFF?????????或 : 應(yīng)用定常管流的動量方程求解時， 需要注意以下問題 ： 矢量方程 ，每一個量均具有 方向性 ，必須根據(jù) 建立的坐標(biāo)系 判斷各個量在坐標(biāo)系中的 正負(fù)號 。 y x 1 v 1 1 應(yīng)用定常管流的動量方程求解時， 需要注意以下問題 ： 流體上 的所有力（不包括慣性力），注意各 流速和力矢量 的投影方向及其 正負(fù)號 。應(yīng)用動量方程可先求出 F′ ，再根據(jù) F＝－ F′ 求得 F。 如圖所示，有一水平放置的變直徑彎曲管道，d1=500mm， d2=400mm，轉(zhuǎn)角 θ=45186。若不計彎管水頭損失，試求水流對彎管的作用力分量Fx、 Fy。F y 39。 分析作用在控制體內(nèi)流體上的力，包括：過流斷面上的壓力P P2；彎管對水流的作用力 Fx′、 Fy′；選直角坐標(biāo)系 xoy，重力在 xoy水平面上無分量。F y 39。F y 39。的分
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1