第二次课课件_569704144【荐】.pdf

流体力学 彭杰 清华大学航天航空学院 空间尺度分析 将空间尺度归结为三个层次 这里有三个基本方程，对应三种不同的空间尺度问题 D Raabe, Overview of the lattice Boltzmann method for nano- and microscale fluid dynamics in materials science and engineering, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 12 (2004) R13–R46. 2012/9/11 2 第一章 流体的物理性质 1.流体的连续介质模型 2. 流体的基本性质 3. 作用在流体上的体积力和表面力 4. 流体的界面现象和性质 2012/9/11 3 §1.1 流体的连续介质模型 研究流体的宏观运动： 巨量分子的统计性质 1. 连续介质模型 –流体是连续分布的物质，它可以无限分割为具有一定 质量的宏观微元体； –不发生化学反应和离解等非平衡热力学过程的运动流 体中，微元体内流体状态服从热力学关系(仅有两个 热力学参数是独立的，且与流体的历史无关)； –除特殊面外，流体的力学和热力学状态参数在时空中 是连续分布的，并且通常认为是无限可微的。 2012/9/11 4 §1.1 流体的连续介质模型 连续介质模型的适用范围 流体的运动尺度远远大于流体分子运动的平均自由程 例如：常温常压下空气 8 分子运动的平均自由程 10 m 6 微米探针： l 10 m 3 6 分子数： l /  10   在微米的尺度上仍可将空气视为连续介质 在外层空间， 分子运动的平均自由程： 1m 飞行器： l 1m 在米的尺度上气体运动不能采用连续介质模型 2012/9/11 5 §1.1 流体的连续介质模型 2012/9/11 6 §1.1 流体的连续介质模型 2. 流体微团及流体质点的概念 流体微团： – 定义： 把流体无限分割为具有一定质量的微元，它是研究流 体运动的最小单元，称为“流体微团” – 性质： 流体微团应是宏观上无限小，微观上无限大的质量体 流体微团