流体力学课件doc资料.ppt

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1、流体力学课件1-2流体的主要物理力学性质量纲—物理量的种类。如：长度、时间、质量等。一、易流动性单位—量度物理量的基准。量纲分为基本量纲和导出量纲流体在静止时不能承受切应力和不能抵抗剪切变形的性质称为流体的易流动性。二、惯性（质量和密度）惯性—物体保持原有运动状态的特性。惯性的大小以质量来度量。密度—单位体积流体所具有的质量，用符号ρ表示。密度的国际单位为：kg/m3。物体中所含物质数量，称为质量。对于液体，一般情况下，压强和温度对ρ的影响极小。惯性力—由流体惯性引起的对外界抵抗的反作用力。F=

2、－Ma通常取水的密度为：1000kg/m3。三、重力特性（重量和容重）容重—单位体积液体所具有的重量，用符号γ表示。容重的国际单位为：N/m3或kN/m3。G=Mg液体受地球引力的性质，称为重力特性。式中：g—重力加速度，一般取g=9.8m/s2。γ=ρg水的容重为：9.8×103N/m3或9.8kN/m3。四、粘滞性运动的流体具有一定的阻抗剪切变形的能力，这种特性称为液体的粘性和粘滞性。由于流体中存在粘滞性，运动流体需要克服内摩擦力作功，因此它是流体在流动中产生能量损失的主要原因。静止时，流体

3、没有抵抗剪切变形的能力，即流体具有易流动性。粘性对流体运动的影响：yyuu+dudyuu+duτF粘滞力：式中：τ—单位面积上的内摩擦力，称为内摩擦切应力μ—动力粘滞系数，单位为：帕斯卡·秒—流速梯度，即流速沿y方向的变化率牛顿内摩擦定律令：称为运动粘滞系数五、压缩性和膨胀性压缩性—流体受压、体积缩小、密度增大的性质。解除外力后又能恢复原状的特性，称为弹性。液体的压缩性和弹性，常用压缩系数β和弹性系数K来度量。式中：p—外加压强β—压缩系数(m2/s)K—弹性系数(Pa)β越大，液体越易压缩。膨

4、胀性—流体受热、体积膨胀、密度减小的性质。六、表面张力特性沿液体自由表面，液体分子引力所产生张力，称为表面张力。液体在表面张力作用下具有尽量缩小其表面的趋势。表面张力的大小，用表面张力系数σ度量。单位长度的表面张力，称为表面张力系数，单位为：N/m。表面张力系数σ随液体种类和温度而变化。表面张力是液体的特有性质。毛细管现象：教材P71-4作用在流体上的力一、质量力作用在流体每一质点上，其大小与所受作用流体质量成正比例的力，称为质量力。重力、惯性力都是质量力。若所取的隔离体内的流体是均质的，则：f

5、—单位质量力二、表面力作用于流体隔离体表面上的力，称为表面力。压力—垂直于作用面方向单位面积上的压力称为压强：单位面积上的切力称为切应力（内摩擦力）：静止液体或无相对运动的液体中，τ=0。表面力切力—沿作用面方向1-5流体的力学模型和研究方法一、流体力学模型二、流体力学的研究方法1、理想流体2、不可压缩流体实际流体与理想流体的区别在于有无粘滞性。本章要点：1、液体的主要物理性质惯性—质量，密度万有引力—重力，重度流动性粘滞性—粘滞力。是液体最主要的特性之一，它对液体流动的影响为：（1）产生内摩擦

6、力；（2）产生水流阻力，导致能量损失；（3）形成特殊的流速分布。压缩性—弹性力表面张力特性—表面张力一般不考虑2、两个假想：连续介质概念、理想液体概念。3、作用在液体上的力：表面力、质量力。4、单位质量力f=F/M，单位质量力在坐标上的投影X、Y、Z。第2章流体静力学学习要求：1、理解和掌握静压强及其特性。3、理解测压管水头、位置水头和压强水头的概念，理解等压面的概念。2、熟练掌握流体静压强公式，熟练掌握点压强的计算方法，掌握压强的计算基准和表示方法，熟练掌握静压强分布图，掌握压强的量测方法。4

7、、熟练掌握计算作用于平面的液体总压力。5、熟练掌握计算作用于曲面的液体总压力。2.1流体静压强及其特性一、静压强的定义二、静压强的特性1、垂直指向作用面因为静水中，τ=0，则p=pn2、同一点处，静水压强各向等值静止流体作用在每单位受压面积上的压力，称为静水压强。某点的静水压强表示为：τpnpM(x,y,z)2.2流体的平衡微分方程及其积分一、流体平衡的微分方程也称欧拉平衡微分方程静止液体的平衡条件是单位质量力与其表面力相等。二、流体的平衡微分方程的全微分形式三、等压面及其特性液体中由压强相等的

8、各点所构成的面（可以是平面或曲面）称为等压面。静止液体的自由表面即为等压面。1、等压面2、等压面的特性由及等压面定义，得：等压面方程：1）等压面就是等势面；2）等压面与质量力正交等压面的特性：2.3流体静压强分布规律一、重力作用下的流体静压强公式1z12z2p0hz静止液体中任一点：静止液体中任意两点：重力作用下流体静压强基本公式：流体静力学基本方程在同一连通的静止液体中：Δh当点1高于点2时Δh为正，反之为负。静止重力液体的等压面为水平面！注意：必须为质量力只有重力的静止、同种和连续的介质。对