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[物理]2流体力学基础-陈莹莹-2012年秋
第2章 流体力学基础
教师:陈莹莹
2018年3月3日
理学院 应用物理系
1
2018年3月3日
理学院 应用物理系
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目 录
第1节:流体力学简介
第6节:生物流体力学简介
2018年3月3日
理学院 应用物理系
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第2节:理想流体的定常流动
第3节:伯努利方程及其应用
第4节:黏性流体的定常流动
第5节:泊肃叶定律 斯托克斯定律
目 录
第1节:流体力学简介
第6节:生物流体力学简介
2018年3月3日
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第2节:理想流体的定常流动
第3节:伯努利方程及其应用
第4节:黏性流体的定常流动
第5节:泊肃叶定律 斯托克斯定律
流体: 具有流动性(物体的各部分间可以相对运动,没有固定的形状)的物体。
液体和气体都是流体。由连续分布的流体质量元组成的。
1.1 流体
流体质量元
2. 微观上看为无穷大,不必深入研究 流体分子的无规则热运动。
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流体力学
流体力学是力学的一个分支,它主要研究流体本身的静止状态和运动状态,以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。
1.2 流体力学
流体力学中研究得最多的流体是水和空气,它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律。
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目 录
第1节:流体力学简介
第6节:生物流体力学简介
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第2节:理想流体的定常流动
第3节:伯努利方程及其应用
第4节:黏性流体的定常流动
第5节:泊肃叶定律 斯托克斯定律
理想流体:绝对不可压缩、完全没有黏滞性的流体。
2.1 理想流体
说明
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流体流经的空间称为流体空间或流场 。
定常流动:流场中各点的速度不随时间 变化。
2.2 定常流动 流线与流管
定常流动
说明
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流线:分布在流场中的许多假想曲线,曲线上每一点的切线方向和流体质量元流经该点时的速度方向一致。
2.2 定常流动 流线与流管
流线
说明
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流速大
流管:由一组流线围成的管状区域称为流管。
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流管
2.2 定常流动 流线与流管
说明
同理,流出的质量
Δt
2.3 连续性原理
定常流动流管内各点流体密度不变,则这段流管内流体质量为常量 ,即
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——定常流动连续性原理或质量守恒方程
2.3 连续性原理
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——不可压缩流体定常流动的连续性原理或体积连续性方程
2.3 连续性原理
不可压缩流体定常流动的连续性原理
说明
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2.3 连续性原理
目 录
第1节:流体力学简介
第6节:生物流体力学简介
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第2节:理想流体的定常流动
第3节:伯努利方程及其应用
第4节:黏性流体的定常流动
第5节:泊肃叶定律 斯托克斯定律
取一细流管,任取两截面S1 、S2截出一段流体。经过短暂时间 △t ,S1 从 a 移到 b,S2 从c 移到d 。
流过两截面的体积分别为
bc段运动状态未变,相当于ab段运动状态变化为cd段。
3.1 伯努利方程的推导
理想流体定常流动
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则流体经过△t 时间动能增量:
流体经过△t 时间势能增量:
△t 时间内外力对该段流体做功:
——理想流体定常流动的伯努利方程
3.1 伯努利方程的推导
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(1)伯努利方程的实质是功能原理在流体力学中的应用
(2)伯努利方程应用于流体静力学即为连通器原理。
(3)适用于理想流体的定常流动。
(4)它是流体力学的基本关系式,反映同一流管各截面处,P、h、v
之间的关系。
3.2 伯努利方程的意义
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3.3 伯努利方程的应用
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则:
例1:小孔流速
条件:容器线度远大于小孔线度
3.3 伯努利方程的应用
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由于 PA=P B =P 0,则:
在液体内取由A至B的细流管,伯努利方程:
例1:小孔流速
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