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1、流体运动学第三章 流体运动学2-1流体运动的描述2-2流动的几个基本概念2-3流动的分类2-4流体运动的质量守恒方程子在川上曰：逝者如斯夫！人不能两次踏进同一条河流请君试问东流水，别意与之谁短长问君能有几多愁？恰似一江春水向东流君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回飞流直下三千尺，疑是银河落九天沧海横流，方显英雄本色莫让年华付流水！风乍起，吹皱一池春水大风起兮云飞扬忽如一夜春风来，千树万树莉花开海水朝朝朝朝朝朝朝落浮云长长长长长长长消人才流动，流水线，意识流，商品流通，车流，学潮钱
2、塘大潮流体参数表征运动流体的物理量速度、加速度密度、温度、压强动量、动量矩、动能流过机翼橄榄球运动乒乓球运动随空间位置的变化规律随时间连续变化的规律与边界条件的相互作用力规律运动+变形3-1流体运动的描述流动远比固体运动复杂！风力的分级0级称为无风，0—0.2m/s，陆地上的特征是烟直上；1级称为软风，0.3—1.5m/s，烟能表示风向，树叶略有摇动；2级称为轻风，1.6—3.3m/s，人面感觉有风，树叶有微响，旗子开始飘动，高的草开始摇动；3级称为微风，3.4—5.4m/s，树叶及小枝摇动不息，旗子展
3、开，高的草摇动不息；4级称为和风，5.5—7.9m/s，能吹起地面灰尘和纸张，树枝动摇，高的草呈波浪起伏；5级称为清劲风，8.0—10.7m/s，有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波，高的草波浪起伏明显；6级称为强风，10.8—13.8m/s，大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难，高的草不时倾伏；3-1流体运动的描述7级称疾风，13.9—17.1m/s，整个树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便；8级称为大风，17.2—20.7m/s，可折毁小树枝，人迎风前行感觉阻力甚大；9级称为烈风，20.8—24.4m/s，草
4、房遭受破坏，屋瓦被揪起，大树枝可折断；10级称为狂风，24.5—28.4m/s，特征是树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏；11级称为暴风，28.5—32.6m/s，特征是大树可被吹倒，一般建筑物遭严重破坏；12级称为飓风，>32.6m/s，在陆地少见，其摧毁力很大。3-1流体运动的描述3-1流体运动的描述描述流体运动的两种方法拉格兰日（Lagrange）法————质点系法欧拉（Euler）法——控制体法如图，在时间t=0的初始时刻，各流体质点有唯一坐标——初始坐标：（），用质点的（a,b,c）作为不同质点的区别
5、标志。拉格兰日法与质点系首先需要将不同流体质点加以标志识别！(a,b,c,t）称拉格兰日变数质点系法——分析每个质点的运动流体质点系的特点——在运动中变形（a,b,c,t）是各自独立的，质点的初始坐标（a,b,c）与时间t无关，时间t只影响质点的运动坐标、速度和加速度质点运动坐标质点速度质点-加速度3-1流体运动的描述拉格兰日法不仅适用于观察起始坐标（a,b,c），不变的某一个质点，也适用于观察（a,b,c）连续变化的整个质点系。表3-1用拉格兰日法描述流体运动的表达式3-1流体运动的描述表演舞台欧拉法
6、与控制体空间场或控制体法——分析某一区域内流体的总体特征不关心个别流体质点的运动，只观察经过空间每个位置的运动情况，所以不需关心质点系的变形问题。欧拉法与控制体流体经过的一个固定空间，其中充满连续不断的流体质点，每个质点都具有一定的物理量。是物理量连续分布的场，即流场如速度场、密度场、温度场、压强场等用流体质点的空间位置坐标（x,y,z）与时间变量t表达空间内流体运动规律（x,y,z,t）叫作欧拉变数。各不独立3-1流体运动的描述zxyo速度场的表达式),,,(),,,(tzyxTTtzyx==rrt1时刻
7、t2时刻3-1流体运动的描述控制体是相对于坐标系有固定位置、有任意确定形状的空间区域,控制体的表面也称为控制面。控制体通过控制面与外界有质量交换和能量交换，以及与控制体外的环境有力的相互作用。流体与固体边界的相互作用任何时刻物理量在场上的分布规律定常场如果流场中的速度、压强、密度、温度等等物理量的分布与时间t无关，即满足下式，则称为定常场，或定常流动，此时物理量具有对时间的不变性。均匀场如果流场中的速度、压强、密度、温度等等物理量均与空间坐标无关，即满足下式，则称为均匀场，或均匀流动，此时物理量具有对空间的不
8、变性yxoBz流场划分：定常场和均匀场yxBz3-1流体运动的描述物理量的质点导数3-2流体运动的几个基本概念运动中的流体质点所具有的物理量N（如速度、压强、密度、温度、质量、动量、动能等）对时间的变化率称为物理量N的质点导数（或随体导数）。对多元复合函数求导,可得质点导数质点导数是数学上多元复合函数对独立自变量t的导数。数学上没有这种名称，是联系流体力学的物理内容而定的!!也可
