流体力学课件Fm3.ppt

对流加速度： 绕无限翼展的二元流动 绕有限翼展的三元流动 1. 迹线 流场中流体质点的运动轨迹 2. 流线 某一瞬时在流场中标出的曲线，曲线上流体质点的速度方向与曲线的切线方向一致。 流线特点 1. 同一时刻，不同流体质点所组成的曲线， 流线表示该时刻流场中质点的速度方向； 奇点: 点源的例子 驻点: 钝体绕流的例子 3. 脉线 某一瞬时在流场中标出的曲线，曲线上所有流体质点来自同一空间位置。 两个矢量的矢量积等于零 例. 已知不可压缩流动的速度场 u=x+t，v=?y+t，w=0　 求 t =０时刻，过点（? 1, ? 1, 0）流线。 5. 流管和流束 在流场中通过一条封闭曲线（不是流线） 上各点作流线，所组成的管状曲面称之为流管。 6. 有效截面 体积流量 §3-3 连续性方程 质量守恒方程 解 应用条件 二、 文丘里流量计 一、欧拉运动方程 §3-4 欧拉运动方程与积分形式的动量方程 运动的理想流体，加速度可以不等于零 理想流体 静止流体 （流体微团无相对运动 ） （ ?=0） 比较静止流体和运动的理想流体 表面应力只有压强 表面应力只有压强 ，切应力为零 ，切应力为零 二、积分形式的动量方程 第三章 理想流体动力学基本方程 欧拉平衡方程 dx dy dz f a A B 流体微团的受力分析 y方向的表面力 在形心 M （x、y、z）定义p、f、u、a 欧拉运动方程 理想流体 运动微分方程 3.4 欧拉运动方程与积分形式的动量方程 （欧拉运动方程） 理想流体 运动微分方程 3.4 欧拉运动方程与积分形式的动量方程 dx dy dz f a A B y方向的表面力 在形心 M （x、y、z）定义p、f、u、a 非惯性坐标系 (如固定在旋转叶片上的相对坐标系) — 相对坐标系的平移加速度、 旋转角速度、旋转角加速度 式中 — 流体在相对坐标系中的位移、 速度和加速度 惯性力 3.4 欧拉运动方程与积分形式的动量方程 动量定理 F 二、积分形式的动量方程 系统的动量定理 mV —质点或系统的总动量 F —质点或系统受到的外力 控制体动量方程（无粘性力） A mV ? 定常流动 经过控制面的动量流量 积分形式的动量方程 3.4 欧拉运动方程与积分形式的动量方程 理想流体、定常流动 积分形式的动量方程 ? — 控制体体积 A — 控制体表面积 经过控制面的动量流量 3.4 欧拉运动方程与积分形式的动量方程 曲率半径 微团速度 §3-5 理想流体定常运动的伯努利方程 定常流动，迹线与流线重合 1. 在自然坐标下分解加速度 2. 沿流线积分运动方程 第三章 理想流体动力学基本方程 一、理想流体沿流线的伯努利方程 2. 沿流线积分运动方程 欧拉运动方程 不可压缩，定常流动，重力场 方程可写为 沿流线积分得伯努利方程 3-5. 理想流体定常运动的伯努利方程 沿流线单位重量流体的机械能守恒 应用条件 理想、 沿流线适用 重力流体、 不可压缩、 定常、 物理意义 （无旋流动，伯努利方程在全流场适用） 二、伯努利方程的意义 3-5. 理想流体定常运动的伯努利方程 由伯努利方程 由连续性条件 几何意义 p=？ 沿流线单位重量流体的总能头守恒 3-5. 理想流体定常运动的伯努利方程 §3-6 压强沿流线法向的变化 流线法向的运动方程 质量力为重力 缓变流（曲率很小） 沿流线法向的压强分布 第三章 理想流体动力学基本方程 常数2 微元流束的连续性条件 微元流束的伯努利方程 由微元流束的伯努利方程导出总流的伯努利方程（能量关系式） §3-7 总流的伯努利方程 代平均值 常数1 代平均值 在两个缓变流截面上积分 ∫ A1 ∫ A2 在总流的两个缓变流截面上积分得 理想流体总流的伯努利方程 ? —动能修正系数 第三章 理想流体动力学基本方程 (四) 选定基准面和压强度量标准 (三) 在缓变流截面的同一点取压强、位置值 (二) 两截面处为缓变流 (一) 理想、不可压缩、重力流、定常流动 3.7 总流的伯努利方程 二、文丘里流量计三、 虹吸管出流 一、 皮托管测量流速 PB 静压 V PA 总压 §3-8 伯努利方程应用举例 理想、不可压缩、重力流体、定常流动、沿流线（或沿总流的两个缓变流截面） 第三章 理想流体动力学基本方程 B A 皮托管测速原理 （1）用伯努利方程求速度与压强的关系 pA 总压 pB 静压 3.8 伯努利方程应用举例 B —— —— z=0 ? 速度修正系数 （2）测量静压强差  A 等压面上两点的静压强 代入测速公式 3.8 伯努