流体力学王保国等流体力学第二章课件教学.pptVIP

* * 微压计中两液面的实际高度差为 （2.49） 被测压强差为 （2.50） 式中 为微压计系数，其表达式为 （2.51） ? 2.4 非惯性系中均质流体的相对平衡 ?在非惯性坐标系中，质量力 应理解为实际作用的质量力和惯性力之和。 1．均质流体整体地做直线等加速运动 图2.8给出了均质流体整体地做直线等加速运动的典型实例示意图： 其中 为单位质量流体上 的惯性力。 图2.8 匀加速运动的洒水车 于是有 （2.52） 因为自由面是等压面，因而它的法线指向 方向，即（ ）的方向；注意这里 与 都是常数，因而自由面仍为一个平面，只不过它不再是一个水平的，而是倾斜了一个角度。 ? 2．均质流体整体地绕竖直轴以匀角速度旋转 ? 图2.9给出了盛有液体的开口圆柱形容器以等角速度绕其中心轴旋转，角速度为 。 在自由面上 ，并令 时 ，由此可得到自由 面的形状程式为 （2.57） 该式说明自由面是一个旋转抛物面。 ? 图2.9 等角速度旋转容器 中的液体相对平衡 2.5 均质流体作用在物体表面上的总压力 1．作用在平壁面上的总压力 平壁水平面夹角为 θ ，令 为壁面的面积， 为壁面形心坐标， 为作用在平壁面上的 总压力，于是 （2.58） ? 图2.10 液体作用于平壁面上的总压力 由上式可知，静止均质流体中平壁所受流体的合力的大小等于平壁表面形心处所受压强乘上壁面面积。 2．作用在曲壁面上的总压力 在曲壁面上任取一个微 小面积 ，其外法线单位矢量 为 ，于是该面元所受流体的 力为 （2.62） ? 图2.11 流体作用在曲壁面上的总压力 2.6 阿基米德原理以及浮体的稳定性 1．阿基米德（Archimedes）原理 ?2．浮体的稳定性 定义：浸入在液体中的物体，受到往上的浮力，浮力的大小等于它所排开的液体的重量。 浮体同时受到重力 与浮力 的作用，前者作用于物体的重心 点，后者通过物体所排开液体的重心点 （即浮心），如图2.13所示； 图2.13 浮体的稳定性分析 浮体处于平衡位置时，所受重力 和浮力 的大小相等，方向相反，并且在同一条垂直线上。 浮体的稳定性取决于重心 与浮心 的相对位置，可以有如下3种情况： ? 点 在点 之下（图2.13(a)）， 这种情况为稳定平衡，一旦受到外界扰动，由浮力和重心组成的力矩可使浮体恢复到平衡位置； ? 点 与点 重合（图2.13(b)），也属于稳定平衡； ? 点 在点 之上（图2.13(c) ），当浮体受到外界扰动时，将会引起浮心 移动位置，这就会使重心和浮心所构成的力矩出现多种情况，使得浮体可能处于稳定平衡，可能会处于不稳定平衡，也可能会处于随遇平衡的状态。 ? 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 馋死 PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * 课件制作人：王保国教授、彭学敏硕士 北京理工大学宇航学院 高速气动热与人机工程中心 * * * * * * 说明 王保国（北京理工大学宇航学院）、刘淑艳（北京理工大学）、王新泉（中原工学院）、刘英学（上海海事大学）四位教授编著的《流体力学》随按少学时编写，但涵盖面十分广泛，既有不可压缩粘流，又有可压缩粘流；既有势流，又有漩涡流；既有亚声速流，又有超声速流；既有一元流动，又有二元流动问题。各位老师可根据本校情况酌情增减。 编者 2012年10月8日 * * * * * 本章主要内容 2.1 柯西公式及流体静压强的特性 2.2 流体静力学的基本方程及典型等值面 2.3重力场中静止均质流体的静平衡