《流体力学》教案 第二章 流体静力学.pdf

第二章 流体静力学 本章研究流体在静止状态下的力学规律。 静止：1、流体整体对于地球没有相对运动的叫绝对静止； 2 、整体相对于地球有相对运动，而流体各质点没有相对运动，称为 相对静止。 第1 节、作用在流体上的力 作用在流体上的力可分为质量力和表面力两类。 一、质量力：作用在流体的每一个质点上，大小与流体M 成正比，对于均 质流体与体积V 也成正比。 最常见两类：重力等由于力场引起的 惯性力：直线加速运动：达朗伯尔力 曲线运动：离心力 单位质量的质量力称为单位质量力，常用它来衡量质量力的大小。设 v F , F , F 分别表示质量力F 在x ，y ，z 三轴上的分量，而用X ，Y ，Z 分别表示 x y z 单位质量力在三坐标轴上的投影，则 ⎧ Fx Fx X ⎪ ⎪ M ρV ⎪ F F ⎨Y y y ⎪ M ρV ⎪ F F Z z z ⎪ ⎩ M ρV 设流体只受重力作用，设z 轴铅直向上，则 ⎧ ⎪ X 0 ⎪ ⎨Y 0 ⎪ ⎪ Mg Z − =−g ⎩ M 即单位质量力在数值上就等于加速度，并与加速度量纲相同。 二、表面力：作用在所取流体分离体的表面上的力，并与受作用的流体表面 积成比例，单位表面积上的表面力称为应力。 按表面力作用在表面上的方向不同：法向力：与表面法线方向一致 1 切向力：沿表面切线方向 ΔS 作用在 上的平均法向应力和平均切向应力分别表示为： 图2-1 作用在流体上的力 ⎧ ΔFn P ⎪⎪n ΔS ⎨ ΔF