资源描述：
《专业课液体运动的流束理论ppt模版课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、问题:已知液体中的流速分布u—h如图所示有三种情况：（a）均匀分布；（b）线性分布；（c）抛物线分布。试定性画出各种情况下的切应力分布τ—y图。液体运动的流束理论水动力学基础实际工程中经常遇到运动状态的液体。液体的运动要素：描述液体运动的物理量例如流速、加速度、动水压强等。水动力学的基本任务---研究运动要素随时间和空间的变化规律---利用这些规律解决工程水力计算问题流场：液体流动所占据的空间本章是水动力学的基础，先建立液体运动的基本概念，然后从物理学基本定律出发建立流体运动和力（能量）的定量关系学习重点1、液体运动的分类、液体运动的基本概念2、恒定总流连续性方程的应用条件3、恒定总
2、流能量方程的应用条件和注意事项，用能量方程进行水力计算4、恒定总流动量方程的应用条件和注意事项，用动量方程进行水力计算5、三大方程联解进行水力计算6、理解测压管水头线、总水头线、水力坡度与测压管水头、流速水头、总水头和水头损失的关系本次课的主要内容：描述液体运动的方法液体运动的若干基本概念拉格朗日法欧拉法恒定流与非恒定流流管、流束、总流、过水断面流线与迹线流量、断面平均流速一元流、二元流、三元流均匀流与非均匀流恒定总流的连续性方程一、描述流体运动的困难2.1描述流体运动的两种方法二、拉格朗日法---将液体质点作为研究对象跟踪并研究每一个液体质点的运动情况，它以流体个别质点随时间的运动
3、为基础，通过综合足够多的质点（即质点系）运动求得整个流动。——质点系法xzyOM（a，b，c）（t0）（x，y，z）t空间坐标（a,b,c）为t=t0起始时刻质点所在的空间位置坐标，称为拉格朗日数。所以，任何质点在空间的位置（x,y,z）都可看作是（a,b,c）和时间t的函数(1)(a,b,c)=const，t为变数，可以得出某个指定质点在任意时刻所处的位置。(2)(a,b,c)为变数，t=const，可以得出某一瞬间不同质点在空间的分布情况。加速度速度由于流体质点的运动轨迹非常复杂，而实用上也无须知道个别质点的运动情况，所以除了少数情况（如波浪运动）外，水力学中很少采用。根据质点动
4、力学速度与加速度的定义考察不同时刻液体质点通过流场中固定空间点的运动情况，综合足够多的固定空间点的运动情况，得到整个液流的运动规律。——流场法三、欧拉法欧拉法不直接追究质点的运动过程，而是研究各时刻质点在流场中的变化规律。将个别流体质点运动过程置之不理，而固守于流场各空间点。通过观察在流动空间中的每一个空间点上运动要素随时间的变化，把足够多的空间点综合起来而得出的整个流体的运动情况。---以流场为研究对象流场运动要素是时空(x,y,z,t)的连续函数：速度（x,y,z,t）—欧拉变量因欧拉法较简便，是常用的方法。由于位置又是时间t的函数，所以流速是t的复合函数，对流速求导可得加速度（
5、x方向）:欧拉加速度（y、z方向）时变加速度（当地加速度）——液体由于速度随时间变化而引起的加速度在恒定流中，流场中任意空间点的运动要素不随时间变化，所以时变加速度等于零在均匀流中，质点运动速度不随空间位置变化，所以位变加速度等于零位变加速度（迁移加速度)——液体由于速度随位置变化而引起的加速度质点的加速度（流速对时间求导）由流速不均匀性引起由流速不恒定性引起拉格朗日法2.比较表达式复杂不能直接反映参数的空间分布直接反映参数的空间分布适合描述流体元的运动变形特性拉格朗日观点是重要的流体力学最常用的解析方法欧拉法分别描述有限质点的轨迹表达式简单同时描述所有质点的瞬时参数不适合描述流体元
6、的运动变形特性2.2液体运动的基本概念一、恒定流与非恒定流1、恒定流（steadyflow）定义指流场中的流体流动，空间点上各运动要素均不随时间而变化。即：2、非恒定流（unsteadyflow）定义指流场中的流体流动空间点上各水力运动要素中，只要有任何一个随时间的变化而变化的流动。即：三者中至少一个不等于0落地流速方向和大小随时间变化t0t2t1u0u1u2u2u1u0孔口出口流速大小随时间变化1、流线------分析流动的重要概念流线的定义表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。流线是与欧拉法相对应的概念,有了流线,流场的空间分布就得到了形
7、象化的描绘------流体运动的几何描述切线与速度方向一致的假想曲线二、流线与迹线流线的作法：在流场中任取一点，绘出某时刻通过该点的流体质点的流速矢量u1，再画出距1点很近的2点在同一时刻通过该处的流体质点的流速矢量u2…，如此继续下去，得一折线1234…，若各点无限接近，其极限就是某时刻的流线。流线及流线图的性质a.同一时刻的不同流线，不能相交。即一个质点不可能同时有两个速度向量b.流线不能是折线，而是一条光滑的曲线因为流体是连续介质，各运动要素是空间的
