华中科技大学流体力学课件Fm7.ppt

* ???2007年9月3日，云南省江川县境内的星云湖上出现连接水面和乌云的柱体，在水面移动。 新华社记者 王长山摄 * 沿封闭曲线的速度环量？ 轴对称流动、三维流动？ 从数学上讲，这个问题是要找一个满足Laplace方程，并且满足源强度和边界条件的势函数或流函数解。这个解的形式就是例题给出的叠加解。不过我们不是通过解Laplace方程得到这个解，而是利用基本解和镜像原理直接“猜”出了这个解。 ? 从物理上看，没有固体壁面，强度为Q的源的流线将穿越x轴。为模拟壁面而设置虚源，实际上虚源的流量并未进入上半平面，虚源起的作用只是阻挡实源向下的流量，使x轴成为不可穿越的界面，实源的向下的流量被迫转向沿壁面方向流。所以，在x轴上，有壁面相比于无壁面的情形流量更大。 * * * 第七章 理想不可压缩流体的势流和旋涡运动 §7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 轴对称流动 流场中存在对称轴 以轴为心的圆周切向速度为零 各物理参数沿此圆周不变。 平面流动和轴对称流动都是二元流动 用柱坐标系或者球坐标系（参考附录） 势函数 斯托克斯流函数 用柱坐标系 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 连续性方程 无旋条件 一、基本的轴对称势流 (1) 均匀直线流 积分得速度势函数和流函数 用柱坐标 ，z是轴对称轴，各物理参数不随?变化 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 用柱坐标系 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 (2) 空间点源(汇)流 空间点源在z0： 空间点源的速度势函数 柱坐标系 M(r,?,z) 用柱坐标系 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 比较平面点源和空间点源的速度势函数和流函数 空间点源(汇)流的流函数 空间点源在z0 ： 平面点源（汇） 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 (3) 空间偶极子(沿z轴正方向，位于z=z0) 柱坐标与球坐标的转换关系 位于原点正x向 平面? 和? 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 二、均匀来流绕圆球体的流动 柱坐标系与球坐标系 之间的转换关系 均匀直线流与空间偶极子叠加 沿z轴正方向均匀流和位于原点、沿z轴负方向偶极子叠加 速度势函数和流函数写为 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 球表面R=R0为等流函数面? =0 比较圆柱表面压强分布 速度分布 7.7 不可压缩流体基本轴对称势流及其叠加 圆球表面的速度分布、压强分布 的流量及沿此曲线的速度环量。 （1）判断流动由哪几种基本流动组成； （2）如果流场中存在着奇点，指出奇点的坐标位置； （3）计算通过封闭曲线 7-28 已知流函数 一、均匀直线流二、平面点源流和点汇流三、点涡流 源、汇、点涡位于z0 速度势和流函数 4 管流流态实验 5 局部水头损失实验 6 孔口、管嘴实验 1 静水压强量测实验 2 动量方程验证实验 3 文丘里、孔板流量计率定实验 《流体力学》实验（三次） 3选2 2选1 圆柱绕流表面压强分布测量实验 翼型表面压强分布 边界层速度分布测量实验 ? ? 第1次 第2次 第3次 3选1 ? 《流体力学》实验安排 实验内容 任选二 1 静水压强量测实验 2 动量方程验证实验 3 文丘里、孔板流量计率定实验 时间 地点 班级 周次 星期 节次 水工楼一楼大厅 （水电学院楼西头，能源学院楼南面） 5 5 5 热能工程 级《流体力学》第一次实验 请与实验室安老师联系具体时间、地点和实验指导书 电话实验内容 任选二 1 静水压强量测实验 2 动量方程验证实验 3 文丘里、孔板流量计率定实验 时间 地点 班级 周次 星期 节次 水工楼一楼大厅 （水电学院楼西头，能源学院楼南面） 6 6 6 6 热能工程 级《流体力学》第一次实验 请与实验室安老师联系具体时间、地点和实验指导书 电话对于文丘里流量计 对于孔板流量计 文丘里（孔板）流量计实验仪 测压管液面高差 第一次实验 动量方程实验仪 ? =135°时 力矩平衡方程 第一次实验 实验内容 选二 1 管流流态实验 2 局部水头损失实验 3 孔口、管嘴实验 时间 地点 班级 周次 星期 节次 水工楼一楼大厅 7 7 7 环境工程 级《流体力学》第二次实验 请与实验室安老师联系具体时间、地点和实验指导书 电话实验内容 选二 1 管流流态实验 2 局部水头损失实验 3 孔口、管嘴实验 时间 地点 班级 周次