4-粘性流体力学与层流流动.ppt.ppt

第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 不可压缩粘性流体流动的基本特性 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 球形固体的层流阻力 §8 层流边界层 §1 广义牛顿内摩擦定律—应力张量 §1 广义牛顿内摩擦定律—应力张量性质 §1 广义牛顿内摩擦定律—应力张量粘性力分量 §1 广义牛顿内摩擦定律—流体力学压力与热力学压力 §1 广义牛顿内摩擦定律—牛顿流体本构关系 §1 广义牛顿内摩擦定律—不可压缩流体本构关系 §1 广义牛顿内摩擦定律 例题 第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 不可压缩粘性流体流动的基本特性 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 层流边界层 §8 球形固体的层流阻力 §2 不可压缩N-S方程—直角坐标 第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 不可压缩粘性流体流动的基本特性 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 层流边界层 §8 球形固体的层流阻力 §3 粘性流体的能量守恒方程 §3 粘性流体的能量方程—动能平衡方程 §3 粘性流体的能量方程—动能方程 §3 粘性流体的能量方程—内能方程 第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 不可压缩粘性流体流动的基本特性 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 层流边界层 §8 球形固体的层流阻力 §4 相似和量纲分析—无量纲方程 粘性流体力学方程简化 §4 相似和量纲分析 概念 第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 粘性流体流动基本流态 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 层流边界层 §8 球形固体的层流阻力 第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 粘性流体流动基本流态 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 球形固体的层流阻力 §8 层流边界层 §5 粘性流体基本流态—层流与湍流 粘性流体层流流动 粘性流体层流流动 现象 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 粘性流体流动基本流态 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 球形固体的层流阻力 §8 层流边界层 §8 球形固体的层流阻力 推导 §8 球形固体的层流阻力 第四章 粘性流体层流流动 §1 广义牛顿内摩擦定律 §2 Navier-Stokes方程 §3 动能平衡与内能平衡方程 §4 相似和量纲分析 §5 粘性流体流动基本流态 §6 圆管和环空中稳定不可压缩流动 §7 球形固体的层流阻力 §8 层流边界层 利用边界条件求得： 代入方程中求得： 分速度： 压力： 球的阻力：作用在球面上的力在速度v方向的分量。 斯托克斯阻力定律 §8 球形固体的层流阻力 对球体的计算和实验阻力系数对比 §8 球形固体的层流阻力 作用在颗粒上的重力与浮力 作用在颗粒上的阻力 §8 球形固体的层流阻力 引入阻力系数： 平衡关系式： 最终沉静速度： 斯旺森（Swanson）设计了一个对任意形状颗粒适用的半经验公式： 这里的 ， 是由实际沉降数据决定的边界层系数。 动力相似 指两个性质完全相同的几何相似流动中，所有时空相似点上受 力方向相同并且大小成比例。 §4 相似和量纲分析 概念 雷诺数 弗劳德数 欧拉数 §4 相似和量纲分析-流体力学相似准则 气泡移动、沉积输送 细长体高速流动 埃克特（Eckert）数 普朗特（Prandtl）数 佩克莱特（Peclet）数 傅立叶（Fourier）数 努