控制方程计算流体力学基础.ppt

《控制方程计算流体力学基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、计算流体力学基础ComputationalfluidDynamics第二章流体力学的控制方程流动模型物质导数连续方程（ContinuityEquation）动量方程（MomentumEquation）能量方程（EnergyEquation）边界条件连续介质流动模型有限控制体（FiniteControlVolume)无穷小流体微团(InfinitesimalFluidElement)1、有限控制体模型空间位置固定的有限控制体，流体流过控制体随流体流动的有限控制体，同一批流体质点始终位于同一控制体内流动模型2、无穷小流体微团模型

2、空间位置固定的无穷小微团，流体流过微团沿流线流动的无穷小微团，其速度等于流线上每一点的当地速度流动模型物质导数与速度散度1物质导数（SubstantialDerivative）（运动流体微团的时间变化率）流体微团在流场中的流动1物质导数（SubstantialDerivative）（运动流体微团的时间变化率）物质导数与速度散度1物质导数（SubstantialDerivative）（运动流体微团的时间变化率）物质导数与速度散度1物质导数（SubstantialDerivative）（运动流体微团的时间变化率）物质导数与速度散

3、度1物质导数（SubstantialDerivative）（运动流体微团的时间变化率）代表流体微团密度在固定点1的时间变化率代表流体微团通过1点时，流体微团密度的瞬时时间变化率物理含义与数值均不同物质导数与速度散度1物质导数（SubstantialDerivative）笛卡尔坐标下物质导数物质导数与速度散度1、物质导数（SubstantialDerivative）（1）以向量的型式表示物质导数，对任意坐标系都成立（2）物质的导数可以用于任何流场变量，比如、等等。物质导数与速度散度1、物质导数（SubstantialDeriv

4、ative）当地导数它在物理上是固定点处的时间变化率迁移导数它在物理上表示由于流体微团从流场中的一点运动到另一点，流场的空间不均匀性引起的时间变化率当地导数/LocalDerivative迁移导数/ConvectiveDerivative物质导数与速度散度1、物质导数（运动流体微团的时间变化率）物质导数物理含义：流体微团经过流场中某一点时，微团温度的时间变化率，一部分是该点处流场温度本身随时间的涨落；另一部分则是由于流体微团正在流向流场中温度不同的另一点（迁移导数）物质导数与速度散度1、物质导数（SubstantialDer

5、ivative）示例：人走过山洞物质导数本质与全微分相同连续性方程（ContinuityEquation）空间位置固定的有限控制体模型随流体流动的有限控制体模型空间位置固定的无穷小微团模型随流体流动的无穷小微团模型四种方程的转化连续性方程（ContinuityEquation）1、空间位置固定的有限控制体模型通过控制面Sc流出控制体的净质量流量＝控制体内质量减少的时间变化率连续性方程（ContinuityEquation）1、空间位置固定的有限控制体模型1、空间位置固定的有限控制体模型连续性方程（ContinuityEqua

6、tion）连续性方程（ContinuityEquation）2、随流体运动的有限控制体模型考虑控制体随流体运动时质量m是一个常数。其物质导数等于0。连续性方程（ContinuityEquation）3空间位置固定的无穷小微团模型3、空间位置固定的无穷小微团模型连续性方程（ContinuityEquation）3、空间位置固定的无穷小微团模型X方向净流出量连续性方程（ContinuityEquation）3、空间位置固定的无穷小微团模型Y方向净流出量连续性方程（ContinuityEquation）连续性方程（Continui

7、tyEquation）3、空间位置固定的无穷小微团模型Z方向净流出量连续性方程（ContinuityEquation）3、空间位置固定的无穷小微团模型净质量流量=而微团内质量增加的时间变化率为两者相等连续性方程（ContinuityEquation）4、随流体运动的无穷小微团模型与随流体运动的流体微团，它的质量变化对时间的变化率为0连续性方程（ContinuityEquation）4、随流体运动的无穷小微团模型连续性方程（ContinuityEquation）四种方程的转化空间位置固定的流动模型导出的方程定义为守恒型方程连续

8、性方程（ContinuityEquation）积分方程→偏微分方程守恒形式→非守恒形式连续性方程（ContinuityEquation）守恒形式→非守恒形式连续性方程（ContinuityEquation）连续性方程（ContinuityEquation）四种方程的转化结论：四种方程是同一