流体力学练习

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1、知识点复习：第一章：绪论什么是连续介质假设？如果我们将流体的最小体积单位假设为具有如下特征的流体微团：宏观上充分小，微观上足够大，则可以将流体看成是由连绵一片的、彼此之间没有空隙的流体微团组成的连续介质，这就是连续介质假设。流体力学问题的三种流动形式？一是有压管流，如流体在管道中的流动；二是绕流，如流体在流体机械中绕过翼型的流动；三是射流，如流体从孔口或管嘴喷出的流动。掌握牛顿内摩擦定律；决定流体粘度的因素？牛顿粘性公式：，其中τ的单位是帕：N/m2，流体粘性系数μ的单位是：N.s/m2从牛顿粘性公式可以看出：1.流体的剪应力与压强p无关（注意到固体摩擦力与正压力有关)。2.

2、当τ≠0时，即无论剪应力多小，只要存在剪应力，流体就会发生变形运动，因此牛顿粘性公式可看成是易流性的数学表达。3.当时，τ＝0，即只要流体静止或无变形，就不存在剪应力，换言之，流体不存在静摩擦力。4.由于流体与固体表面无滑移，故壁面处为有限值，所以壁面处剪应力τ0也为有限值。5.牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体（剪切应力与剪切变形速度成线性比例关系的流体）。气体、液体的粘度与温度的关系？液体和气体产生粘性的物理原因不同，液体分子结构紧密，液体的粘性主要来自于液体分子间的内聚力，气体分子结构松散，气体粘性主要来自于气体分子的热运动，因此液体和气体的动力粘性系数随温度的变化趋势刚好

3、相反，但粘性系数与压强基本无关。液体与气体动力粘性系数随温度变化的趋势为：液体：温度升高，粘性系数变小，反之变大气体：温度升高，粘性系数变大，反之变小。第二章：流体静力学流体静力学结论适用范围？流体静力学中所得出的结论，对于理想流体和粘性流体都适用。理论不需要实验修正。流体静压力的二个特性？1、静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向。由流体的特性知，流体在平衡状态时只要有切应力作用，流体就会变形，引起流体质点间的相对运动，破坏流体的平衡。流体还不能承受拉力。所以，流体在平衡状态下只能承受垂直并指向作用面的压力2、静压力的大小与作用面的方位无关。流体静压力是各向同性的，它与受压

4、面的方位无关，大小由质点所在的坐标位置确定。（流体静压力的各向同性）掌握等压面的定义与性质？定义：流场中压强相等的各点组成的面。，性质：等压面恒与质量力正交。掌握流体静压强基本方程式的意义？1、物理意义：由公式代表单位重力流体的位置势能，代表单位重力流体的压力势能，在平衡流体内部，位置势能和压力势能可以相互转化，但是总能量保持恒定。流体静压强基本方程式的意义就是平衡流体中的总能量是一定的。这也是能量守衡与转化定律在平衡流体中的体现。2、几何意义：称为位置水头（位置势能），被称为压强水头（压强势能）。它们都代表一定的液柱高度。称为测管水头。什么是真空度？当压力比当地大气压低时，

5、流体压力与当地大气压的差值称为真空度。会计算平面上静止液体的压力，水平压力与竖向压力及其作用点？一、水平平面上的液体总压力各点压强大小：处处相等各点压强方向：方向一致二、倾斜平面上的液体总压力各点压强大小：处处不相等各点压强方向：方向一致1.总压力的方向总压力的方向垂直于受压的平面2.总压力的大小作用在微分面积dA上的压力：作用在平面ab上的总压力：掌握压力体的定义与性质与压力体图像？压力体：曲面和自由液面或者自由液面的延长面包容的体积。例：如图示，矩形闸门宽为2，区域在大气压下，试求打开闸门需要多大的力。水面在铰链上方2，其中，忽略闸门的重力。第三章：流体动力学基础+第四章

6、：流体动力学掌握拉氏法和欧氏法，理解它们研究对象的差异；能写出欧拉法中加速度的求解方程？欧拉法方程什么是定常流动？定常流动中的质点运动有何性质？若流场中各空间点上所有运动要素均不随时间变化，称流动为恒定流（定常流动）。什么是流线与迹线？流线与迹线的性质与差别？会求一般问题的流线与迹线方程（课本上有例题）；迹线——流体质点的运动轨迹线。属拉格朗日法的研究内容。，流线——速度场的矢量线。。迹线和流线的差别：迹线是同一流体质点在不同时刻的位移曲线，与Lagrange观点对应；流线是同一时刻、不同流体质点速度向量的包络线，与Euler观点对应。何为均匀流？均匀流——流线为直线且相互平

7、等的流动。什么是控制体？控制体定义：指在流体所在的空间中，以假想或真实流体边界包围固定不动，形状任意的空间体积。特点：（1）控制体的形状与大小不变，相对于坐标系固定不动。（2）控制体可与外界有质量和能量交换及力的作用。会写不同流体的连续性方程（可压缩定常，定常，不可压缩定常）和总流的连续性方程；可压缩流体非定常三维流动的连续性方程：流体定常流动：不可压缩定常或非定常流体三维流动的连续性的方程总流：，A1和A2—分别为总流1和2两个有效截面的面积，m2。总流两个有效截面l和2上的平均流速：会写不可压缩流体