安全模擬與仿真概述-在線瀏覽
2025-02-15 16:52本頁面
【正文】 位置固定的無窮小微團模型 空間位置固定的無窮小微團模型 或 連續(xù)性方程： 隨流體運動的無窮小微團模型 隨流體運動的無窮小微團模型 隨流體運動的無窮小微團模型 流體微團的質(zhì)量： 連續(xù)性方程 質(zhì)量守恒定律 隨流體運動的無窮小微團模型 隨流體運動的無窮小微團模型 連續(xù)性方程 質(zhì)量守恒定律 隨流體運動的無窮小微團模型 隨流體運動的無窮小微團模型 連續(xù)性方程 質(zhì)量守恒定律 隨流體運動的無窮小微團模型 隨流體運動的無窮小微團模型 連續(xù)性方程： 方程不同形式之間的轉(zhuǎn)換 空間位置固定的有限控制體模型 隨流體運動的有限控制體模型 0VD dVDt ? ????空間位置固定的無窮小微團模型 ? ? 0Vt? ?? ? ? ??隨流體運動的無窮小微團模型 方程不同形式之間的轉(zhuǎn)換 空間位置固定的有限控制體模型 空間位置固定的無窮小微團模型 ? ? 0Vt? ?? ? ? ??方程不同形式之間的轉(zhuǎn)換 空間位置固定的無窮小微團模型 ? ? 0Vt? ?? ? ? ??隨流體運動的無窮小微團模型 積分形式與微分形式的重要注釋 空間位置固定的有限控制體模型 隨流體運動的有限控制體模型 0VD dVDt ? ????空間位置固定的無窮小微團模型 ? ? 0Vt? ?? ? ? ??隨流體運動的無窮小微團模型 積分形式與微分形式的重要注釋 積分形式的方程允許出現(xiàn)間斷，微分形式的方程要求流動參數(shù)是連續(xù)的。在流動包含真實的間斷（如激波）時，這一點尤其重要。 隨流體運動的無窮小微團模型 動量方程 力的兩個來源： 2）表面力：直接作用在流體微團的表面。 動量方程 非守恒形式的的 N－ S方程可以轉(zhuǎn)化為如下守恒形式的 N－ S方程 動量方程 牛頓流體：流體的切應力與應變的時間變化率(也就是速度梯度 )成正比。 動量方程 對牛頓流體，有 動量方程 完整的 N－ S方程守恒形式： 能量方程 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 能量方程 能量守恒定律 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 流體微團內(nèi)能量的變化率 流入微團內(nèi)的凈熱流量 ＝ ＋ 體積力和表面力對微團做功的功率 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 作用于速度為 V的流體微團上的體積力，做功的功率為： 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 對比下圖作用在面 adhe和面 bcgf上的壓力，則壓力在X方向上做功的功率為： 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 類似地，在面 abcd和面 efgh上，切應力在 X方向上做功的功率為： 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 所有表面力（包括壓力、正應力、切應力）在 X方向上做功的功率為： 能量方程 所有力（包括體積力、表面力）做功的功率總和（包括 X方向、 Y方向、 Z方向）為： 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 流體微團內(nèi)能量的變化率 流入微團內(nèi)的凈熱流量 ＝ ＋ 體積力和表面力對微團做功的功率 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 流入微團的凈熱流量來源兩個方面： 1）體積加熱，如吸收或釋放的熱輻射。 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 定義 為單位質(zhì)量的體積加熱率；運動流體微團的質(zhì)量為 ，因此，微團的體積加熱為 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 考慮面 adhe和面 bcgf，熱傳導在 X方向?qū)α黧w微團的加熱為： 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 熱傳導在 X、 Y、 Z三個方向?qū)α黧w微團的加熱為： 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 因此，流入微團內(nèi)的凈熱流量為： 能量方程 根據(jù)傅立葉熱傳導定律，熱傳導產(chǎn)生的熱流與當?shù)氐臏囟忍荻瘸烧?，設(shè) k為熱導率，則 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 因此，流入微團內(nèi)的凈熱流量可寫為： 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 流體微團內(nèi)能量的變化率 流入微團內(nèi)的凈熱流量 ＝ ＋ 體積力和表面力對微團做功的功率 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 跟隨流體運動的微團的能量有兩個來源： 1）由分子隨機運動而產(chǎn)生的內(nèi)能，定義單位質(zhì)量內(nèi)能為 e 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 跟隨流體運動的微團的能量有兩個來源： 2）流體微團平動時具有的動能，單位質(zhì)量的動能為 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 運動流體微團的質(zhì)量為 ，因此，流體微團內(nèi)能量的變化率為 能量方程 隨流體運動的無窮小微團的能量通量 流體微團內(nèi)能量的變化率 流入微團內(nèi)的凈熱流量 ＝ ＋ 體積力和表面力對微團做功的功率 根據(jù)能量守恒定律，有 能量方程 流體微團內(nèi)能量的變化率 流入微團內(nèi)的凈熱流量 ＝ ＋ 體積力和表面力對微團做功的功率 于是能量方程（非
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