流体力学教学课件chapter 3 流体运动基本原理.pdf

1  第三章 流体运动基本原理 第一节 流体运动的描述方法 第二节 流体流动的若干基本概念 第三节 流体微团运动分析 第四节 流体运动基本方程 第五节 欧拉运动微分方程的积分 第六节 恒定平面势流 1 2 第三章 流体运动基本原理（6学时） 本章学习要点： 1. 了解描述流体运动的欧拉法和拉格朗日法。 2. 掌握恒定与非恒定流动、均匀与非均匀流、迹线、流线、流管和 流量及一元、二元和三元概念。 3. 掌握连续性微分方程和一元连续性方程。 4. 理解流体微团的运动分析，理解流体有旋与无旋运动的概念。 5. 流体运动微分方程：理想流体运动微分方程。粘性流体运动微分 方程（不推导）。 6. 理想流体运动微分方程伯努利积分。伯努利方程的能量意义和几 何意义。 7. 理解速度势函数和流函数，流网，了解势流叠加原理； 2 3 第三章 流体运动基本原理 第一节 流体运动的描述方法  一、描述流体运动的两种方法 二、欧拉加速度 3 4 一、描述流体运动的两种方法 1.拉格朗日方法 拉格朗日方法（Lagrangian Approach ）是以流场中每一流体质点 作为描述对象的方法，它以流体个别质点随时间的运动为基础，通过 综合足够多的质点（即质点系）运动求得整个流动。质点系法 即跟随质点研究质点运动参数的变化。 x  x(a, b, c, t) 速度表达式  空间坐标y  y(a, b, c, t)  加速度表达式 z  z(a, b, c, t) （a,b,c ）为t=t 起始时刻质点所在的空间位置坐标，称为拉格朗日数。所以，任 0 何质点在空间的位置（x,y,z ）都可看作是 （a,b,c ）和时间t 的函数。 由于描述复杂，本教案不采用。 4 5 2.欧拉法 欧拉法（Euler method ）是以流体质点流经流场中各空间点 的运动即以流场作为描述对象研究流动的方法。——流场法 它不直接追究质点的运动过程，而是以充满运动液体质点的空间——流 场为对象。研究各时刻质点在流场中的变化规律。将个别流体质点运动过程 置之不理，而固守于流场各空间点。通过观察在流动空间中的每一个空间点 上运动要素随时间的变化，把足够多的空间点综合起来而得出的整个流体的 运动情况。 流场运动要素是时空（x,y,z,t ）的连续函数：  u u (x, y, z,t)