流体微团运动变形特性分析

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1、2008年第11期总第35卷设计与研究流体微团运动变形特性分析周杰，严敬，李焯杰，王桃(西华大学能源与环境学院，四川成都610039)摘要：流体微团的变形与运动互为因果。由于流体的易流动性，流体微团变形比固体复杂、多样。认识流体变形特性是分析流体宏观运动的基础，在流体力学及其工程应用中占有重要地位。在过去的研究中，由于一般都孤立地讨论流体微团的各种变形，结果难以发现这些变形之间的联系，同时也丧失了一些发现流体微团特定运动规律的机会。为弥补过去研究的不足，本文在分析流体微团各种可能变形的联系的基础上，以矢量分析为工具，导出了在特定条件下各种变形的特点。本

2、文的主要成果在于获得了过去文献中没有提到过的流体微团运动、变形的两项特征：当流体微团在无变形条件下仅有旋转运动时，微团将像刚体一样绕基点作定轴转动；当流体微团仅有剪切变形时，两直角边将相向等速运动，正方形微团变形为一菱形。关键词：流体运动；流体变形；流体分析中图分类号：TB126文献标识码：A文章编号：1006—0316(2008)I1—0001—04AnalysisonelementdeformationZHOUJie，YANJing，LIZhuo-jie，WANGTao(XihuaUniversity，Chengdu610039，China)Abs

3、tract：Motionofafluidelementisinducedbyitsmotion，versevisa．Fluiddeformationismorecomplicatedanddiversibiedthanthatofasolidbody．Fluiddeformationisthefoundationofmacrofluidmotionanalysisandisofprimeimportanceonfluidmechanicsanditsapplicationsinallbranchesofindustry．Inpastresearch，h

4、owever，expertsfocusedtheirstudyonseparateanalysisofdeformation，makingitimpossibletofindouttherelationshipofthesedeformationsandsomespeciallawsofeachdeformation．Basedonanalyzingtherelationshipoffluiddeformationandvectoralcomputation，authorsofthispaperderivedsomecharacteristicsoff

5、luiddeformationwhichwerenotshowninpreviousliteratures．Themostimportantresultspresentedinthispaperincludetwoaspectsoffluidelementmotion：whentheelementpurelyrotatesaboutonespecialpointwithoutdeformation，theelementwillrotatelikeasolidbodywithevenangularspeed，andwhenonlysheardeforma

6、tionoccurs，twosidesofarightanglewillmoveinoppositedirectionswithequalspeed，makingarectangularelementbecomeadiamond．Keywords：fluidmotion；fluiddeformation；fluidanalysis流体微团运动特征是分析各种宏观流场流动规作者近期出版的教材[5]内，在讨论这一问题时，在律的基础，在流场计算中有重要应用。流体与固体把流体微团的连续变形分解成为几种基本变形之的重要区别在于流体具有变形性，流体的变形与流后，往往

7、孤立地讨论各种变形现象，结果不利于把体质点流动相联系，两者互为因果。这一现象决定握各种变形的相互联系与制约，也失去了获得在特了流体运动比固体运动更复杂，认识两者的共同性定条件下发现微团某些运动规律的机会。本文将力和差异性是深入认识流体运动特点的有效途径。求补偿过去研究中这一不足，并由此导出一些过去由于流体质点的运动与流体微团相伴随，分析未能报导的流体微团运动规律。流体微团的变形成为研究流体质点运动的基本方1流体质点速度的分解法。但是，在已有的经典教材及文献[1~4]中，包括收稿日期：2008—07—01基金项目：西华大学“西华杯”基金资助项目(2008

8、033)；省级精品课程“流体力学”资助项目(2004—01)作者简介：周杰(1986一)，~t