流体力学概念总结.doc

第一章 绪 论 工程流体力学的研究对象：工程流体力学以流体（包括液体和气体）为研究对象，研究流体宏观的平衡和运动的规律，流体与固体壁面之间的相互作用规律，以及这些规律在工程实际中的应用。 第二章 流体的主要物理性质 *流体的概念：凡是没有固定的形状，易于流动的物质就叫流体 *流体质点：包含有大量流体分子，并能保持其宏观力学性能的微小单元体。 *连续介质的概念：在流体力学中，把流体质点作为最小的研究对象，从而把流体看成是 1）由无数连续分布、彼此无间隙地 2)占有整个流体空间的流体质点所组成的介质 密度：单位体积的流体所具有的质量称为密度，以ρ表示 重度：单位体积的流体所受的重力称为重度，以γ表示 比体积：密度的倒数称为比体积，以υ表示。它表示单位质量流体所占有的体积 流体的相对密度：是指流体的重度与标准大气压下4℃纯水的重度的比值，用d表示。 *流体的热膨胀性：在一定压强下，流体体积随温度升高而增大的性质称为流体的热膨胀性。 *流体的压缩性：在一定温度下，流体体积随压强升高而减少的性质称为流体的压缩性 可压缩流体： ρ随T 和p变化量很大，不可视为常量 不可压缩流体：ρ随T 和p变化量很小，可视为常量。 *流体的粘性：流体流动时，在流体内部产生阻碍运动的摩擦力 的性质叫流体的粘性。 牛顿内摩擦定律：牛顿经实验研究发现，流体运动产生的内摩擦力与沿接触面法线方向的速度变化（即速度梯度）成正比，与接触面的面积成正比，与流体的物理性质有关，而与接触面上的压强无关。这个关系式称为牛顿内摩擦定律。 非牛顿流体：通常把满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，此时不随d(/dn而变化，否则称为非牛顿流体。 动力粘度μ ：动力粘度表示单位速度梯度下流体内摩擦应力的大小，它直接反映了流体粘性的大小 运动粘度ν ：在流体力学中，动力粘度与流体密度的比值称为运动粘度，以ν表示。 实际流体：具有粘性的流体叫实际流体（也叫粘性流体）， 理想流体：就是假想的没有粘性（ μ= 0）的流体 第三章 流体静力学 *流体的平衡：（或者说静止）是指流体宏观质点之间没有相对运动，达到了相对的平衡。 *绝对静止：流体对地球无相对运动，也称为重力场中的流体平衡。 *相对静止：流体整体对地球有相对运动，但流体对运动容器无相对运动，流体质点之间也无相对运动，这种静止叫相对静止或叫流体的相对平衡 *质量力：作用于流体的每一个流体质点上，其大小与流体所具有的质量成正比的力。在均质流体中，质量力与受作用流体的体积成正比，因此又叫体积力。 *表面力：表面力是作用于被研究流体的外表面上，其大小与表面积成正比的力。 *压强：在静止或相对静止的流体中，单位面积上的内法向表面力称为压强。 等压面：在静止流体中，由压强相等的点所组成的面。 *位置水头（位置高度）：流体质点距某一水平基准面的高度。 压强水头（压强高度）：由流体静力学基本方程中的p/(( g)得到的液柱高度。 *静力水头：位置水头z和压强水头p/(( g)之和。 压强势能：流体静力学基本方程中的p/(项为单位质量流体的压强势能。 *淹深：自由液面下的深度。 大气压强(pa）：由地球表面上的大气层产生的压强。 国际标准大气压强(patm）：将地球平均纬度（北纬45o）,海平面z=0处，温度为15oC时的压强平均值。定义为国际标准大气压强。且patm=101325Pa 。 流体静压强的表示方法 1）表压强：表压强是以大气压强为基准算起的压强，以pb表示。 2）绝对压强：以绝对真空为基准算起的压强叫绝对压强，以pj表示。 真空度：低于大气压强，负的表压强称为真空度，以pz 表示。 面积矩：为平面A 绕通过o点的ox轴的面积矩。 压力中心：总压力的作用点。 *压力体：是所研究的曲面与通过曲面周界的垂直面和液体自由表面或其延伸面所围成的封闭空间。 流体运动学基础 *流场：运动流体所充满的空间称为流场。 拉格朗日坐标：在某一初始时刻t0 ，以不同的一组数（a,b,c）来标记不同的流体质点，这组数（a,b,c）就叫拉格朗日变数。或称为拉格朗日坐标。 欧拉法：以数学场论为基础，着眼于任何时刻物理量在场上的分布规律的流体运动描述方法。 *欧拉坐标（欧拉变数）：欧拉法中用来表达流场中流体运动规律的质点空间坐标(x,y,z)与时间t变量称为欧拉坐标或欧拉变数。 *控制体：流场中用来观察流体运动的固定空间区域。 控制面：控制体的表面。 *定常流动：若流场中流体的运动参数（速度、加速度、压强、密度、温度、动能、动量等）不随时间而变化，而仅是位置坐标的函数，则称这种流动为定常流动或恒定流动。 *非定常流动：若流场中流体的运动参数不仅是位置坐标的函数，而且随时间变化，则称这种流动为非定常流动或非恒定流动。 *均匀流动：若流场中