流体力学-02 基本概念.pdf

2222 基本概念基本概念基本概念基本概念 22--1 1 连续介质模型连续介质模型 33 1616 在标准条件下，在标准条件下，11mmmm 空气含有空气含有2.72.7××1010 个分个分 子，从微观的角度而言流体并不是连续的。子，从微观的角度而言流体并不是连续的。 --77—— --66 流体分子之间的距离一般在流体分子之间的距离一般在1010 1010 cm,cm,由由 此可见，流体分子和分子之间的距离都是极此可见，流体分子和分子之间的距离都是极 其微小的。其微小的。 化工流体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘志军 2007年3月~6月 欧拉年欧拉((Euler)Euler)首先采用连续介质作为首先采用连续介质作为 流体宏观流动模型流体宏观流动模型 流体微团流体微团流体微团流体微团 （（（（也称为流体质点也称为流体质点也称为流体质点也称为流体质点））））有足够数量的分子组有足够数量的分子组有足够数量的分子组有足够数量的分子组 成，连续充满它占据的空间，彼此间无任何间隙，成，连续充满它占据的空间，彼此间无任何间隙， 甚至考虑到流体距离固体边壁接近零的极限状况也甚至考虑到流体距离固体边壁接近零的极限状况也 认为如此。这个假设叫流体连续介质假设或稠密性认为如此。这个假设叫流体连续介质假设或稠密性 假设假设假设假设。。 化工流体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘志军 2007年3月~6月 ρρ== ρρ（（xx ，yy ，zz ，tt ）） 化工流体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘志军 2007年3月~6月 22--2 2 速度场速度场 在给定时刻，速度场在给定时刻，速度场VV是空间坐标的函数，是空间坐标的函数， 即即VV VV （（xx，，yy，，zz）。）。 流场中给定点的速度也会随着时间发生变流场中给定点的速度也会随着时间发生变 化化，，速度速度（（即速度场即速度场））的完全表达式为：的完全表达式为： VV VV （（xx，，yy，，zz，，tt）） 化工流体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘志军 2007年3月~6月 定常流动：流场中某点的特性参数不随定常流动：流场中某点的特性参数不随 时间改变时间改变时间改变时间改变，，可用数学式表示为可用数学式表示为可用数学式表示为可用数学式表示为：： 化工流体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘志军 2007年3月~6月 2222--2.12.12.12.1 一一维维维维、、、、二维和三维流动二维和三维流动二维和三维流动二维和三维流动 ••••三维流动三维流动三维流动三维流动：：VVVV VVVV （（（（xx，，yy，，zz，，tttt）））） （（（（也是非定也是非定也是非定也是非定 常流场）常流场） ••一维流动：等截面长直圆管中的流动，在远一维流动：等截面长直圆管中的流动，在远 离进口段的速度分布为离进口段的速度分布为离进口段的速度分布为离进口段的速度分布为：： 化工流体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘志军 2007年3月~6月 ••二维流动二维流动二维流动二维流动 在在在在zzzz方向无限大的两块平板组成的流道方向无限大的两块平板组成的流道方向无限大的两块平板组成的流道方向无限大的两块平板组成的流道，，，，当其当其当其当其 截面扩张时，速度场能被垂直于截面扩张时，速度场能被垂直于zz轴的平面所确定轴的平面所确定 ，，因此速度场是空间坐标因此速度场是空间坐标xx和和yy的函数的函数，，这样的流场这样的流场 称为二维流场称为二维流场称为二维流场称为二维流场。。。。 化工流体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘志军 2007年3月~6月 •• 截面均匀流假设截面均匀流假设截面均匀流假设截面均匀流假设：：：