AFD_summary详解.ppt

第三部分粘性不可压缩流体的流动 §1 定常平行剪切流动 粘性流体在两无限大平行平板间作定常流动 两板不动，流动由压强梯度引起； 流动方向无压力梯度，流动由其中一平板运动引起； 流动在压强梯度与平板运动共同作用下产生 第七章 N-S方程的精确解 §2 管道内的流动 圆管内充分发展层流流动； 椭圆形管内的流动(假设速度分布与通道壁面方程之间的关系进行求解)； 正方形管内的流动(求解流动的泊松方程) §2 非定常剪切流动 平板突然加速 定义相似变量, 将抛物型偏微分方程转化为常微分方程进行求解 平板作周期性振动 控制方程不变,但边界条件不同。 由于平板的振动，在粘性剪切力作用下，流体也产生振动。流体的振动频率与平板相同,但振幅随y的增加按指数规律衰减 §3 平面圆周运动 两旋转圆筒间的流动 流动由圆筒旋转引起 1）柱坐标下定常二维N-S方程，简化后得到数学上的欧拉方程，再由边界条件得到速度分布 2）分析两种极端情况：轴在无界粘性流体中旋转产生的流动；圆筒内粘性流体的运动 §4 非线性流动的精确解 平面滞止区域的流动 yδ 考虑粘性影响 yδ 忽略粘性影响，看作理想流体势流流动 §1 粘性流体绕流圆球的Stokes近似 1）Re很小情况下，忽略N-S方程中的惯性力项； 2）采用Stokes流函数进行求解； 3）得到球体表面的压强分布， 及球在流体中的阻力 （应用：颗粒自由沉降速度） 4）Oseen近似 第八章 小雷诺数流动 §2 滑动轴承内润滑油的流动 1）建立润滑油在轴与轴承间流动的物理模型； 2）润滑油的厚度很小，N-S方程中的惯性力忽略； 3）得到流动的速度分布及压力分布，从而解释液膜具有较高的承载力 §1 边界层基本概念 第九章 层流边界层流动 §2 边界层厚度 名义边界层厚度 位移厚度或排挤厚度 动量损失厚度 §3 边界层方程 根据边界层流动特点,通过数量级比较,由N-S方程简化,得到边界层内流动的基本方程（边界层很薄，y方向速度很小）。 §4 顺流平板边界层 Blasius解 沿流动方向无压强梯度，边界层方程进一步简化。Blasius解：建立流函数方程（连续性方程自动满足）；定义相似变量及流函数形式；将关于流函数的偏微分方程转化为关于f的常微分方程。 §5 绕楔形物体的流动 相似解 沿流动方向存在压强梯度，压强梯度由边界层外势流区求解得到，再由相似解得到边界层厚度和壁面切应力。 顺流平板边界层流动 二维滞止点附近的流动 §6 动量积分方程 对边界层方程进行积分，得到动量积分方程。假设边界层内速度分布，得到边界层厚度，壁面切应力等的计算公式。 动量积分方程对层流边界层和紊流边界层均适用。 §7 边界层的分离 当流体绕流曲面时，外部势流区的压强梯度由负转正，壁面速度梯度为零处，边界层开始分离，并出现回流区。 §8 平面层流射流 沿流动方向,某一截面上的总动量为常数。 §1 紊流概述与紊流的统计平均 第十章 紊流 §2 紊流的基本方程 时均连续性方程 和时均N-S方程 雷诺应力方程与 紊动能方程 对紊流脉动参数运动方程进行一定运算,得到雷诺应力方程与紊动能方程 §3 紊流模型 Boussinesq假设与混合长度理论 标准k-ε模型 雷诺应力模型（RSM）与雷诺代数应力模型（ASM） 上述三种模型都通过时均N-S方程求解紊流流动 大涡模拟（LES） 直接模拟 （DNS） 上述两种模型都通过紊流粘性系数 计算雷诺应力 §4 平面壁上的紊流 边界层分为内层与外层，内层又可分为粘性底层、缓冲层和对数律层；外层可分为尾迹律层和粘性顶层。 §5 管内紊流流动 光滑管内紊流流动 光滑管内紊流流动的速度分布、管内平均速度及流动阻力计算 粗糙管内紊流流动 粗糙管内紊流流动的速度分布、管内平均速度及流动阻力计算 §6 平板紊流边界层 §7 平面紊流射流 假定边界层内速度分布（指数规律），由动量积分方程，得到阻力系数计算公式。 与层流射流相同，沿流动方向,某一截面上的总动量为常数。 第四部分 理想可压缩流体的流动 §1 小扰动在静