工程流体力学（承德） 1.1流体概念及其各种模型 1.1流体概念及模型.ppt

1.1 流体的概念及模型 一、流体的定义、特征 生活中最常见的流体：水、空气 果冻是流体吗？ 铁是流体吗？ 石油、天然气是流体吗？ 从宏观上讲，自然界中物质以固体、液体、气体三种形式存在，液体和气体都属于流体。 1.1 流体的概念及模型 一、流体的定义、特征 1、固体、液体、气体对比 物态 固定形状 抵抗微小剪切力 抗拉力 抗压力 固体 有 能 能 能 液体 无 否 否 能 气体 无 否 否 能 流体特征：流动性、不抗拉力、不抗微小剪切力 1.1 流体的概念及模型 一、流体的定义、特征 1、固体、液体、气体对比 物态 自由表面 分子间距 压缩性 液体 有 与分子有效直径差不多 不易 气体 无 比分子直径大很多 易压缩 流体特征：压缩性、膨胀性 1.1 流体的概念及模型 一、流体的定义、特征 3、定义： 凡是没有一定形状、易于流动的物质都称为流体； 力学定义：在任何微小剪切力的作用下都能发生连续变形的物质称为流体。 2、流体特征： 流动性、压缩性、膨胀性、不抗拉力、不抗微小剪切力 1.1 流体的概念及模型 二、流体模型 问题：组成流体的最小单位是分子吗？ 如果以分子为最小单位来研究流体，则流体的物理量是不确定的。 欧拉在1753年首先提出了连续介质力学模型的假设 1、连续介质模型假设 1.1 流体的概念及模型 流体是由流体微团（质点）组成的 这个微团要满足： （1）微观上体积充分大，使得微团内的统计平均特性不受个别分子热运动的影响。 （2）宏观上体积充分小，使得在几何上可以看做是一个点。 即：不考虑流体分子间的间隙，流体是由无数连续分布的流体微团组成的，这便是连续介质模型假设。 1.1 流体的概念及模型 流体分子 流体微团 流体质点 1、连续介质模型假设 微观上充分大 宏观上充分小 2、采用流体连续介质假设的优点 1.1 流体的概念及模型 避免了流体分子运动的复杂性，只需研究流体的宏观运动。 物理量作为时空连续函数，则可利用高等数学中连续函数分析方法研究流体平衡与运动规律。 （工程应用中大多数状况满足假设） * * * * * * * * * *