流体力学提纲.docx

1-4节第二节连续介质假设一、流体的定义:二、流体和固体的区别:第三节流体的密度均质流体：kg/m3非均质流体：第四节流体的粘性1、粘性的定义及产生的原因单位面积的摩擦力称为切应力单位为帕·秒，?Pa·S对于非线性的速度分布情况2、牛顿内摩擦定律。1）动力粘度μ 2）运动粘度ν工程中常用运动粘度3）相对粘度如恩氏粘度粘度特性：粘度一般不随压力变化，但随温度变化。对于气体，温度升高则粘度变大；对于液体，温度升高则粘度变小。（如润滑油冬季粘稠，夏季粘度小）4.牛顿内摩擦定律的适用条件1）层流2）牛顿流体第二章流体静力学12467§1静止流体的压力特征一、作用在流体上的力按物理性质的不同：重力、摩擦力、惯性力、弹性力、表面张力等。按作用方式分：质量力、面积力表面力法向力-流体的压强切向力-剪切应力τ表面力按作用方向可分为：压力：垂直于作用面。切力：平行于作用面。3、应力单位面积上的表面力，单位：压强切应力二、静止流体中任一点应力的特性1）静止流体表面应力只能是压应力即压强，且静水压强方向与作用面的内法线方向重合2）作用于静止流体同一点压强的大小各向相等，与作用面的方位无关。静止流体中不同点的压强一般是不等的，流体平衡微分方程(欧拉平衡方程）：物理意义：2)压差方程dp3)等压面dp=0 p=const在自由液面上有：p = -ρgz +c水静力学基本方程：或静水力学基本方程又可写为：在容器中任意两点方程及各项的物理意义及几何意义：二.压力分布规律§4 液柱式测压计一、测压管二、水银测压计与U形测压计三、压差计13§6 静止流体作用在平面壁上的总压力1.总压力的大小2、总压力作用点（压力中心）3、总压力的方向垂直指向作用面。二、曲面上的流体静压力注意：此式的应用条件否则Fx的作用点与平板作用点的求法相同。垂直分力FzV是压力体第三章理想流体动力学§1 描述流体运动的两种方法一、拉格朗日方法二、欧拉法流场作为描述对象以流体团作为研究对象控制体：空间某一确定的区域。三.质点导数（物质导数）四.流动的分类定常流非定常流均匀流非均匀流：急变流和渐变流一元流二元流三元流§2 流线和流管流线迹线、流线的性质及方程流管和流束流量平均速度 V:18质量守恒:连续性方程能量守恒:能量方程动量守恒:动量方程欧拉运动微分方程流体上任意两点间总机械能关系　　许多流体动力学问题需要求流体和固体的相互作用力，这就要用动量定理，其解题步骤可概括如下：选择控制体；建立坐标系；　分别写出沿某个坐标方向的动量方程；求解。在求解时往往还要用到连续方程及伯努利方程。21第四章不可压缩流体的一元流功§1.粘性流动的伯努利方程一.粘流的伯努利方程二.损失分类：沿程损失hf：局部损失hj1.沿程损失hf：流体沿流程克服摩擦阻力引起的能量损失。表达式为:达西公式2.局部损失hj：流体流经管道中局部障碍时，由于速度分布的改变及漩涡的产生，流体质点间发生相互碰撞，阻碍流体运动。表达式为ζ—局部阻力系数，由实验得到。总阻力hw为两者之和§2.流体流动两种状态层流、紊流的特点§3.圆管中的层流紊流的实质是非定常流。一.脉动现象和时均化§6.紊流的速度分布：粘性底层与管壁的粗糙度层流特点：抛物分布? （1）有序性。水流呈层状流动，各层的质点互不混掺，质点作有序的直线运动。（2）粘性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律。（3）能量损失与流速的一次方成正比。（4）在流速较小且雷诺数Re较小时发生。紊流特点：对数分布（1）无序性、随机性、有旋性、混掺性。（2）紊流受粘性和紊动的共同作用。（3）水头损失与流速的1.75~2次方成正比。（4）在流速较大且雷诺数较大时发生。§8.沿程损失系数的实验研究§9 局部水头损失(local resistance ) 1.碰撞损失 2.转向损失 3.旋涡损失 4.加速损失一.局部损失产生的原因:1.一般用损失后的速度,即查表所得的值对应V2来计算hj2.二.串联管路和并联管路:串联管路并联管路:§4 -10 边界层的概念一、定义当物面法向速度达到时的法向距离为边界层厚度，用δ来表示。1)流体在前驻点处速度为零，δ＝0.2)沿流动方向δ增加。3)附面层外边界线与流线不重合，流线可深入到边界层内。边界层具有的特点：1.与物体的长度相比，附面层的厚度δ很小。2.在δ内，很大。3.δ沿流动方向增大。4.由于δ很小，可以近似认为附面层内外同一截面上的压力相等，即对于平板还有全流场压力不变。5.边界层内的流动也可分为层流和紊流，当两种状态都存在，称混合边界层。2 曲面边界层分离一、分离流动的特点二、分离机理及分离条件：3 绕流物体的阻力FD绕流阻力：摩擦阻力、压差阻力汽车的绕流阻力一、绕流阻力的计算：二、影响FD的因素：第五章可压缩流体的一元流动§1 热力学基本方程