流体力学基础3-作用在流体上的作用力.ppt

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1、1第一章流体力学基础——作用在流体上的力西安建筑科技大学粉体工程研究所李辉1.2.6作用在流体上的力质量力表面力流体中的应力张量场静止流体中的应力状态应力张量与应变率张量之间的关系3体积微元的质量为，作用在其上的质量力为EXIT质量力VV流体的密度为M点上单位质量流体所受到的质量力作用在体积微元dV上的质量力作用在体积V上的质量力4表面力作用在单位平面面积元上的短程力。EXIT表面力作用在表面S上的表面力短程力通过接触面作用压力粘性切应力与表面面积和方位有关M点上的应力（以为法向的单位面积外侧流体对内侧流体作用的表面力）5EXIT说明：①不仅是表面点M（x,y,z）和时间的函数，还与

2、作用面的方向有关。作用面的方向不同，也就不同。②的方向与法向并不一致，而是沿法向有法向分量沿切向有切向分量。③6EXIT流体中的应力张量场△ABC的法向单位矢量h一阶无穷小，为二阶无穷小，为三阶无穷小7EXIT与△V成正比，三阶无穷小量MABC的受力：质量力△MBC的表面力：表面力与四面体的表面积成正比，二阶无穷小量忽略三阶无穷小量△MCA的表面力：△MAB的表面力：△ABC的表面力：8EXITMABC的受力：9EXITMABC的受力：应力作用面法线方向应力的投影方向二阶张量的对称性10一点的表面应力用过该点三个坐标面上三组表面力分量唯一确定应力状态与作用力的大小、方向、作用面方位有关应力

3、矩阵上的应力分量为上的应力分量为上的应力分量为11静止流体的应力状态结论：静止流体中任意点的流体静压力的大小与其作用面的方位无关，即同一点上各个方向的流体静压力都相等。静止流体中一点的应力状态只用一个标量静压强p表示.只有法向应力静止流体中的应力状态无切应力12应力张量与应变率张量之间的关系切向应力与应变率之间的关系13法向应力与应变率之间的关系法向应力静压力粘性应力压缩应力体积形变法线方向的拉伸或压缩应力线性形变对于静止流体和不考虑粘性的理想流体或14EXIT小结质量力表面力流体中的应力张量场静止流体中的应力状态应力张量与应变率张量之间的关系