2013流体力学(I)课程总结课件.ppt

二、流体运动的基本概念 考试题型 1 选择（20分） 2 填空题（20分） 3. 曲面上静水压力计算问题（注意步骤）（15分） 4. 基本方程综合应用（15分） 5.π定理应用及相似理论应用（15分） 6.流动损失的概念及相关系数测量问题（15分） 考试时间地点 时间：11月19号 8：00－9：50 地点：201-202班：729 301班及其它：731 量纲（或因次）：物理量的种类或单位类型的标志，如长度[L],时间[T],质量[M],力[F]。对于一个物理量而言，它可以有多个单位，但它只有一个量纲，都用一个[ ]里面是物理量的大写字母表示。 无量纲数 量纲表达式中全部指数为0，即无量纲的常数。 说明：无量纲数可以是两个相同量纲的物理量之比，如前面介绍的马赫数，各种物理量的比尺。也可以由几个量纲乘除组合而成,还有一种是自然无量纲如e。如雷诺数，弗劳德数、欧拉数等。无量纲数既无量纲，又无单位，它的数值大小与所选用的单位无关。弧度也是无量纲量，因此，转速n的量纲为[T]-1 应用 建立物理方程，可按以下步骤进行。 （1）列出影响流动过程的全部n个物理量，写成如下的一般函数形式 （2）从n个物理量中选取m个基本物理量，作为m个基本量纲的代表。m一般为3，要求这三个基本物理量在量纲上是独立的。如用量纲表达式表示基本物理量 即 则 满足量纲独立的条件是量纲表达式的指数行列式不等于0，即 通常可选取特征长度L、特征速度V(或转速)和特征流体密度ρ作为基本物理量。 （3）从三个基本物理量以外的物理量中，每次轮取一个，与三个基本物理量组合成一个无量纲 项，共有n－3个 项。 式中ai、 bi、ci为各 项的待定指数。 （4）因为各 项是无量纲数，即 因此，可根据量纲和谐性原理求出各 项的指数 （5）写出描述流动现象的无量纲关系式 说明：利用 使物理方程无量纲化，把一个具有n个物理量的关系式简化成（n－3）个无量纲量的表达式，独立变量的数目减少了3个，从而使物理公式的建立和实验资料的整理大为简便。至于这（n－3）个 项之间的定量关系，则必须通过实验来确定。 注意几个概念： Prantdl混合长理论思想：将湍流中微团的脉动与气体分子的运动相比拟。 普朗特混合长理论建立了湍流运动中的附加切应力与时均速度 之间的关系，牛顿内摩擦力呢？ * * 流体力学(I)课程总结 流体力学基本概念 流体力学基本原理 流体力学中的基本方法 流体力学在工程中的基本应用 一、流体的基本概念 1 流体质点 2 连续介质假设 不考虑流体分子的存在，把真实流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质，甚至考虑到流体距离固体边壁接近0的极限情况也认为如此。这个假设叫流体连续介质假设，也叫稠密性假设。目的是为了用连续函数来描述流体中的物理参数。 注意两个概念的适用条件 注意： 引入连续介质假设的意义：排除了分子运动的复杂性，使物理量连续便于应用数学工具；流体质点是流体中这样的微团：宏观足够小、微观足够大 。 第一章、流体物理性质与运动描述 3 流体的粘性 相邻两层流体之间或者流体与固体表面之间在发生相对运动会产生内摩擦作用，流体的这种特性称为流体的粘性。 注意：粘性是流体的固有属性，但流体只有流动时才表现出粘性，静止流体不呈现粘性，粘性的作用表现为阻止流体相对滑动，只能延缓滑动过程不能停止它。 ? 流体粘性形成原因: (1)两层液体之间的粘性切应力主要由分子内聚力形成 (2)两层气体之间的粘性切应力主要由分子动量交换形成 动力粘度（系数）μ：与流体性质有关　Pa·S，其大小是衡量粘性强弱的标志。 液体　吸引力　T↑　μ↓ 气体　热运动　T↑　μ↑ 运动粘度和动力粘度的关系，单位 雷诺应力？ 理想流体：忽略粘性效应的流体。 牛顿内摩擦定律： 牛顿流体——服从牛顿内摩擦定律的流体（水、大部分轻油、气体等） 牙膏、新拌水泥砂浆、中等浓度的悬浮液等、血液等不属于牛顿流体 4 流体可压缩性 运动流体是否可以假设不可压缩，不能简单地看K的大小 a. K足够大 不可压缩条件 b. 压强变化很小 掌握流体的弹性体积模量K的定义，物理意义。 重度的概念，γ＝ρg。 5 流体模型分类 流体模型 按粘性分类 无粘性流体 粘性流体 牛顿流体 非牛顿流体 按可压缩性分类 可压缩流体 不可压缩流体 按流动参数与坐标关系分类 一元、二元、三元流动 当地法 描述方法 随体法 拉格朗日法 欧拉法 质点轨迹： 参数分布：B = B（x, y, z, t） 1.流体运动描述方法分类 欧拉坐标系下，加速度的表达，对于二维 注意定常、均匀