血流动力学原理课件.ppt

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1、血流动力学原理1第一节流体的流动一、理想流体二、稳定流动三、连续性方程2流体的特点：流动性、粘性和可压缩性流动性：是流体最基本的特性粘性：即运动着的流体中速度不同的各流体层之间存在着沿切向的粘性阻力（内摩擦力）可压缩性：实际流体都是可压缩的，特别是对气体一、理想流体（idealliquid）3对于实际流体：1、像水和酒精的粘性很小，气体的粘性更小2、一般液体的可压缩性很小气体的可压缩性比较大，但对于可流动的气体，在比较小的压强下，气体密度变化很小（即体积变化很小），此时的气体的可压缩性也可忽略。所以：

2、流动性是决定流体运动的主要因素可压缩性和粘性是影响流体运动的次要因素理想流体：绝对不可压缩、完全没有粘滞性的流体4二、稳定流动（steadyflow）液体质点经过空间某一定点速度不随时间改变的流动5对于一般流体：它的流速既是空间坐标的函数又是时间的函数，即：流场：流体中的每一点的流速随空间的分布称为流体速度场。如果空间任意点流体质元的流速不随时间变化，则这种流动叫定常流动，则：6A、流线：在流体流动的空间，做一些曲线，使曲线上任何一点的切线方向都与流体通过该点时速度方向一致，这些曲线就叫做流线。流线的

3、特点：不相交定常流动的流体其流线分布不随时间变化7B、流管：在运动的流体中取一横截面，经过该截面周界的流线就组成一个管状体，这个管状体就叫流管。定常流动的流体，流管中的流体只能在流管中流动而不会流出管外，流管外的流体也不会流入管内.三、连续性方程流量：单位时间内通过某一流管内任意横截面的流体的体积叫做该横截面的体积流量，简称流量，用Q表示。单位：量纲：平均流速，9连续性方程：对于不可压缩的定常流动的流体，在某一流管中取两个与流管垂直的截面s1和s2，流体在两截面处的流速分别为：和，流量分别为Q1和Q2

4、，则有：Q1＝Q2连续性方程所以：该式表明：不可压缩的流体做定常流动时，流管的横截面与该处平均流速的乘积为一常量。对于不可压缩的均匀流体，各点的密度是个常量。10所以：单位时间内流过任一截面的流管内的流体质量是常量，因此连续性方程说明流体在流动中质量守恒实际上输送理想流体的刚性管道可视为流管，若管有分支，则不可压缩流体在各分支管中的流量之和等于总流量，则连续性方程为：11第二节伯努利方程丹·伯努利(DanielBernoull,1700-1782)瑞士科学家.1738年伯努利(D.Bernoulli)

5、提出了著名的伯努利方程.它是利用功能原理推导得到.功能原理：机械能的改变量等于外力和非保守内力做功的代数和.12第二节伯努利方程及其应用一、伯努利方程丹·伯努利(DanielBernoull,1700-1782)瑞士科学家.1738年伯努利(D.Bernoulli)提出了著名的伯努利方程.它是利用功能原理推导得到.功能原理：机械能的改变量等于外力和非保守内力做功的代数和.13141516一、层流和湍流粘性流体的流动形态：层流、湍流、过渡流动1.层流：流体分层流动，相邻两层流体间只作相对滑动，流层间没有

6、横向混杂。第三节黏性流体的流动甘油缓慢流动层流示意图17181920212223三、雷诺数★决定粘性流体在圆筒形管道中流动形态的因素：速度v、密度ρ、粘度η、管子半径r★雷诺提出一个无量纲的数——雷诺数作为流体由层流向湍流转变的判据★实验证明：层流过渡流湍流242526第四节粘性流体的运动规律一、粘性流体的伯努利方程在讨论粘性流体的运动规律时，可压缩性仍可忽略，但其粘性必须考虑。采用与推导伯努利方程相同的方法，考虑流体要克服粘性力做功，其机械能不断减少并转化为热能，可以得到粘性流体作稳定流动时的伯努利

7、方程——单位体积的不可压缩的粘性流体流动时，克服粘性力所做的功或损失的能量。27ⅰ若粘性流体在水平等粗细管中作稳定流动，∵∴∴因此，若使粘性流体在水平等粗管中作稳定流动，细管两端必须维持一定的压强差。ⅱ若粘性流体在开放的等粗细管中作稳定流动，∵∴因此，细管两端必须维持一定的高度差。两种特殊情况：28二、泊肃叶定律不可压缩的牛顿流体在水平等粗圆管中作稳定流动时，如果雷诺数不大，则流动的形态是层流。要想维持液体的稳定流动，管子两端必须维持一定的压强差。1.泊肃叶定律实验证明：在水平均匀细圆管内作层流的粘性

8、流体，其体积流量与管子两端的压强差成正比。即——管子半径——流体粘度——管子长度——压强差293031323334三、斯托克斯定律1、斯托克斯定律固体在粘性流体中运动时将受到粘性阻力作用，若物体的运动速度很小，它所受的粘性阻力可以写为比例系数k由物体形状决定。对于球体，若半径为R，则k=6π，∴——斯托克斯定律352、收尾速度（沉降速度）当半径为R、密度为ρ的小球在粘度为η、密度为σ（ρ>σ）的粘性流体中竖直下落时，它所受力当三力达到平衡时，小球将以匀速