流体力学总复习讲解.ppt

总复习 第四章流体动力学 第二节 流动的分类 1、流线的基本特性 因此，伯努利方程可叙述为：理想不可压缩流体在重力作用下作定常流动时，沿同一流线（或微元流束）上各点的单位重量流体所具有的位势能、压强势能和动能之和保持不变，即机械能是一常数，但位势能、压强势能和动能三种能量之间可以相互转换，所以伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的一种特殊表现形式。 位置水头、压强水头和速度水头之和称为总水头。由于它们都表示某一高度，所以可用几何图形表示它们之间的关系，如图所示。 因此伯努利方程也可叙述为：理想不可压缩流体在重力作用下作定常流动时，沿同一流线(或微元流束)上各点的单位重量流体所具有的位置水头、压强水头和速度水头之和保持不变，即总水头是一常数。 第五章 小结 第一节 流动的力学相似 第三节 流动相似条件 模型实验应具备如下的相似条件： (1)模型现象与实际现象是属于同一类现象，服从于同一自然规律。 (2)几何条件相似 (3)起始条件相似 (4)边界条件相似 (5)物理条件相似 (6)决定性准数相等 但应指出，在实际进行模型实验时，要完全满足上述所要求的相似条件是非常 困难的，甚至是办不到的。 第四节 近似模拟试验 还可采用自模化特性 在工程实际中的模型试验，好多只能满足部分相似准则，即称之为局部相似。 比如在某系统中，有两个数与其它量比起来都很大，则可认为这两个数自模拟了。 当Re4×105管内流动状态为紊流状态，其速度分布基本不随Re变化而变化，故在这一模拟区域内，不必考虑模型的Re与原型的Re是否相等，只要与原型所处在这一模化区，考虑其它因素即可。 第五节 量纲分析法 一、物理方程量纲一致性原则 二、瑞利法 三、 定理 第六章总结 第一节 管内流动的能量损失 一、沿程阻力与沿程损失 达西——魏斯巴赫公式 ： 二、局部阻力与局部损失 三、总阻力与总能量损失 第二节 粘性流体的两种流动状态 粘性流体两种流动状态： 紊流状态 层流状态 流态的判别 雷诺数 对于圆管流： 工程上取 当Re≤2000时，流动为层流；当Re＞2000时，即认为流动是紊流。 对于非圆形截面管道： 雷诺数 ——当量直径 工程上一般采用下临界雷诺数 作为判别流动状态是层流或紊流的准则数。 但对于一般程度的粗糙壁管 值稍低， 二、沿程损失与平均流速的关系 层流状态 紊流状态 m=1 m=1.75~2 二、 Lagrange法（拉格朗日法） 基本思想：跟踪每个流体质点的运动全过程，记录它们在运动过程中的各物理量及其变化规律。 流体质点速度为： 迁移加速度 质点加速度 当地加速度 质点加速度 流体质点的加速度： 优缺点： 优点：直观性强、物理概念明确、可以描述各质点的时变过程 缺点： 建立方程及其数学求解较为困难，一般问题研究中很少 采用 按照流体性质划分： 可压缩流体的流动和不可压缩流体的流动； 理想流体的流动和粘性流体的流动； 牛顿流体的流动和非牛顿流体的流动； 磁性流体的流动和非磁性流体的流动； 按照流动特征区分： 有旋流动和无旋流动；层流流动和紊流流动； 定常流动和非定常流动； 超声速流动和亚声速流动； 按照流动空间区分： 内部流动和外部流动； 一维流动、二维流动和三维流动； 第三节 迹线 流线 给定速度场 ，流体质点经过时间 移动了距离 ，该质点的迹线微分方程为 起始时刻 时质点的坐标 ，积分得该质点的迹线方程。 迹线的研究是属于拉格朗日法的内容，迹线表示同一流体质点在不同时刻所形 成的曲线. 流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线相切，因此流线是同一时刻，不同流体质点所组成的曲线，如图所示。 流线的引入是欧拉法的研究特点。 流线微分方程： (1)在定常流动时，因为流场中各流体质点的速度不随时间变化，所以通过同一点的流线形状始终保持不变，因此流线和迹线相重合。而在非定常流动时，一般说来流线要随时间变化，故流线和迹线不相重合。 (2)通过某一空间点在给定瞬间只能有一条流线，一般情况流线不能相交和分支。否则在同一空间点上流体质点将同时有几个不同的流动方向。只有在流场中速度为零或无穷大的那些点，流线可以相交，这是因为，在这些点上不会出现在同一点上存在不同流动方向的问题。速度为零的点称驻点，速度为无穷大的点称为奇点。 (3)流线不能突然折转，是一条光滑的连续曲线。 (4)流线密集的地方，表示流场中该处的流速较大，稀疏的地方，表示该处的流速较小。 第四节 流管 流束 流量 水力半径 流管——在流场中任取一条不是