流体静力学讲义.ppt

流体静力学

研究静止流体的力学行为，重点是静止或相对静止液体内的压力分布、液体与接触表面之间的相互作用力。

本章目的

(1)流体静力学的基本知识与分析方法，典型静力学问题（应用）；

(2)为流体动力学问题受力分析建立基础。

主要内容

流体受力分析(体积力，表面力——正应力与切应力)；

流体静力学基本方程及静止流场特性；

重力场液体静力学及应用(静压分布方程，测压原理，器壁受力分析)；

非惯性坐标系液体静力学(非惯性坐标系静力学方程，直线匀加速系统液压分布，匀速转动系统液压分布，高速回转圆筒内的液压分布)。;3.1作用在流体上的力——3.1.1体积力;即;根据,静止流体表面A的总表面力为;绝对压力：

表压力：

真空度：;3.2流体静力学基本方程——3.2.1静力学基本方程;;3.3重力场液体静力学——3.3.1重力场静止液体的压力分布;;;;考察图(a)中a-b-c围成的区域：由该区域流体x方向受力平衡可得;考察曲面a-c对应液柱y方向的力平衡：;;;因此：无论完全还是部分浸没，用V表示物体浸没部分体积，物体表面力的合力(浮力)可统一表示为：;;因为浮力,故浮力矩表示为;3.3重力场液体静力学—3.3.4静止液体中物体的浮力与浮力矩(续4);非惯性坐标系——相对于地面变速运动的坐标系

流体能处于相对静止状态的非惯性坐标系有：

直线匀加速坐标系：加速度a为定值

匀转速运动坐标系：向心加速度a为定值

重力场非惯性系中流体的体积力

单位质量惯性力：-a（达朗贝尔原理）

总的单位体积力：f=g?a;压力微分方程：液体在直线匀加速运动中处于相对静止状态(如图)。图示坐标下，流体单位质量惯性力和重力分别为：;即：，其中：表示y方向液层深度在重力g方向的投影深度(垂直深度)。;;令,并记得;等压面方程：;第3章作业