工程流体力学第四版第三章流体静力学.pptVIP

§3 迹线与流线( Pathline and Streamline) 流体微团在空间的运动轨迹称为迹线 流线是某一瞬间在流场中所作的一条曲线, 在这条曲线上各流体质点的速度方向都与该曲线相切. 绕流翼型流动的流线 流线的基本特性 定常流动, 流线与迹线相重合; 非定常流动时,流线与迹线不相重合. 某空间点在给定瞬间只能有一条流线, 一般情况下流线不能相交.只有速度为零(驻点)或无穷大的点(奇点),流线可以相交. 流线不能折转, 是一条光滑的连续曲线. 流线密集的地方, 流速较大; 稀疏的地方, 流速较小. 流线微分方程 例 已知流场 求 t=0时，通过x=1, y=1的流线 第三章 流体静力学Chapter 3 Fluid Statics 1 液体作等加速直线运动(Uniform Linear Acceleration) §5液体的相对平衡 Relative Equilibrium of Liquid 除重力外,按达朗贝尔原理, 虚加一个惯性力, 方向与加速度方向相反, 大小为质量乘以加速度 等压面 自由液面方程 压强分布 例 容器沿斜面作等加速直线运动时, 液体的压强分布 2液体作等角速度旋转运动 (Uniform Rotation about a Vertical Axis) 除重力外, 按达朗贝尔原理, 虚加一个惯性力, 方向与向心加速度方向相反, 大小为质量乘以向心加速度 液体内部压强分布 自由液面方程, r=0, z=0 等压面方程 从抛物面顶点至液面最高处, 由 从抛物面顶点至液面最高点 之间的液体体积 §6 静止液体对平面壁的作用力Forces on Plane Areas 液体对容器底部的作用力 对竖直平面壁的作用力 Forces on Vertical Plane Areas 当液面压强高于平面壁侧面压强时 总压力作用点的位置 由合力矩定理: 总压力F对ox轴的力矩等于各微元面上作用力dF对ox轴力矩的代数和 力的作用点位置也可用惯性矩表示 平面对于通过形心轴cx的惯性矩 平面对于轴ox的惯性矩 静止流体对浸没于流体中的竖直平面壁的作用力 总压力作用点位置 液体对倾斜平面壁的作用力 Forces on Inclined Plane Areas 作用点位置(Center of Pressure) 静止液体对浸没于流体中的倾斜平面壁的作用力 总压力作用点的位置 例3-6 静止液体作用在曲面上的总压力的水平分力等于作用在这一曲面的垂直投影面上的总压力。作用线的位置位于自由液面下2/3H处 垂直分力 为压力体, 是曲面与自由液面间的柱体体积 §7 静止液体对曲面的作用力 Forces on Curved Surfaces 作用线通过压力体的几何中心 总压力的大小与方向 总压力的作用线与作用点 总压力的作用线通过Fx与Fy作用线的交点, 且与垂直方向成 角。总压力作用线与曲面的交点即为作用点 例3-7 例3-8 §8 浮力（ Buoyant Force） 流体作用在浸没或漂浮物体上的总压力，大小等于物体所排开流体的重量，方向垂直向上，这个力也称为浮力。浮力通过压力体的几何中心，这个几何中心又称为浮心。 例 当左边流体分别为气体（Pe=35kPa，装置密封）和水(自由液面上压强为大气压)时, 作用在单位长度圆柱体上的水平分力和垂直分力。 a b c e d g f 第四章 流体运动学和动力学基础 Chapter 4 Basics of Fluid Kinematics and Dynamics §1 欧拉法与拉格朗日法 (Eulerian Approach and Lagrangian Approach) 拉格朗日法: 研究各流体质点的位置、速度等 物理量随时间变化的规律 欧拉法: 研究空间上各点流体物理量随时间的变化规律 定常与非定常流动 流场中流体的运动参数不随时间而变化的流动, 称为定常流动. 反之,则为非定常流动 按流动参数是几个坐标变量数的函数, 流动又可分为一元流动、 二元流动和三元流动 §2流动的分类(Types of Flow)