流体力学01选编.ppt

流体力学;第一章 流体运动概述;第一章 流体运动概述;第一章 流体运动概述; 1. 连续介质假定 2. 压缩性 3. 粘性 粘性是指流体受到剪切力作用时抵抗变形的特性。;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;运动粘度 、热扩散系数 、扩散系数;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;σ;dl1;dl1;第一节 流体的物理属性;σ;α;;;;;;;第一节 流体的物理属性;第一节 流体的物理属性;第一章 流体运动概述;第二节 流体运动的表示方法;第二节 流体运动的表示方法;第二节 流体运动的表示方法;;第二节 流体运动的表示方法;第二节 流体运动的表示方法;第二节 流体运动的表示方法;第二节 流体运动的表示方法;第二节 流体运动的表示方法;(x,y,z);(x,y,z);(x,y,z);(x,y,z);(x,y,z);第二节 流体运动的表示方法;第二节 流体运动的表示方法;;;;;;;;;;;;;;;;;第一章 流体运动概述; 1. 理论解析法 对于工程实际问题，通过分析所观察到的现象，在了解其物理本质的基础上，导出数学方程，得出定量结果，这是流体力学中求解问题的经典方法。这种方法充分利用了数学上的成就，其结果可用简明的数学式表达出来。 ; 1. 理论解析法 理论解析方法的步骤： (1)通过实验或实际考察，详细分析流体物理特性及运动特性，确立合理的理论模型。例如，不考虑流体粘性的理想流体就是一种抽象的流体模型。 (2)以基本物理定律，例如，牛顿运动定律、质量守恒、动量守恒原理等作为依据，建立流体运动方程，以及与之相应的初始条件和边界条件。 (3)对一般的运动方程，结合具体问题，作必要的合理简化，以便能够运用已有的数学工具求得问题的准确解或近似解。检验已求得的解答，确定其运用范围。 ; 1. 理论解析法 由于实际问题通常比较复杂，单纯应用理论解析方法困难较大。困难不仅在于流体运动方程的非线性，还在于难以规定适当的边界条件。总之，目前的数学发展水平限制了这种方法的使用范围。; 2. 实验观测法 实验观测法是研究流体流动问题最基本的方法。通过实验可以验证理论计算的结果，也可以探索新的流动现象。 ; 2. 实验观测法 对于物体在空气中的运动，通常可以转化为空气绕过物体的运动，在风洞中进行研究。 ; 2. 实验观测法 风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。根据相对性原理，飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力，与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来，两者的作用是一样的。但飞机迎风面积比较大，如机翼翼展小的几米、十几米，大的几十米（波音747是60米），使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来，其动力消耗将是惊人的。根据相似性原理，可以将飞机做成几何相似的小尺度模型，只要保持某些相似参数一致，试验的气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度，并可以根据试验结果推算出真实飞行时作用于飞机的空气动力。 ; 2. 实验观测法 对于物体在水中的运动，往往是在水池中以一定的速度拖动物体以进行实验(也有在水洞中进行的)。 ;;;;;; 2. 实验观测法 如无法建立风洞、水池、水洞那样的通用试验装置，则必须依照所考察的设备类型，制作专门的试验设备，而制作模型试验设备，应遵循相似理论。; 2. 实验观测法 考察设备中的流动所用的测试技术，可分为两种类型： （1）使用速度、压力、力矩等的测量仪器，定量测定这些物理量。 （2）使流场中的流动情况可视化，以便直接观察或者摄影记录，称为流场显示技术。; 2. 实验观测法 流场显示技术大致可分为两大类：示踪法和光学法。 示踪法：用示踪物显示流体运动，主要用于不可压缩流体的运动。示踪物必须是可见的，且可以随着流体运动。人们观察到的是示踪物的运动