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流力复习 流体力学复习 （2010年12月24日星期五） 0：流体 流体是气体和液体的总称。 1：流体力学的研究方法 现场观测、实验室模拟、理论分析、数值计算四个方面。 2：流体力学和海洋学专业的关系 海洋是最大的流体系统之一。 3：流体的物理性质 黏性、可压缩性、易流动性。 4：流体质点 宏观上充分小，微观上充分大的流体微团。（或有质量无体积的流体微团。） 5：连续介质模型 流体由连续分布的流体质点组成；流体物理量是空间位置和时间的连续可微函数；但允许在孤立的点、线、面上不连续。 6：牛顿平板实验：P9 7：牛顿切应力公式或牛顿内摩擦定律 ，μ称作粘滞系数、动力粘滞系数或绝对粘滞系数。称 为运动粘滞系数。两种粘滞系数的单位。牛顿切应力公式只能应用或推广到做层流运动的情况中，湍流不适应。称动力粘滞系数不变的 流体为牛顿流体。一般气体和分子结构简单的液体都是牛顿流体。 8：用牛顿切应力公式计算粘滞系数：P10。 9:称粘滞系数为零的流体为理想流体。 10：不可压缩流体： 称 的流体为不可压缩流体。 11;描述流体运动的两种方法 拉格朗日方法和欧拉方法。拉格朗日方法和欧拉方法只不过是描述流体运动的两种不同的方法，对于同一问题，既可用拉格朗日方法也可用欧拉方法描述。 12：两种方法下的导数意义。实质微商的运算不只适用于速度等向量，也适用于标量。 13：两种方法间的相互转变。桥梁：拉格朗日方法表示的速度等于欧拉方法表示的速度。P23-24. 14：迹线 流体质点运动的轨迹。拉格朗日方法下和欧拉方法下的计算方法。P25. 15：流线 流线是这样的曲线，在某一时刻，此曲线上任意一点的切线方向与该点的速度方向一致。 16：流线的四个性质： （1）：一般情况下流线不能相交。三种情况例外：○1：前驻点；○2：后驻点；○3：速度为无穷大的点，通常称为奇点。 （2）：流场中的每一点都有流线通过，由这些流线形成流谱。 （3）：流线的形状和位置在定常流动时不随时间变化；不定常流动时，一般说来要随时间变化。 （4）：定常流动时流线和迹线重合。 （5） 流线密的地方流速不一定就快 。 17：流线的求法。P26。涡线的定义和求法。P41。 18：流管 在流场中，作任一不与流线重合封闭曲线，在同一时刻过此曲线上每一点作流线，由这些曲线构成的管状曲面称作流管。根据定义，流体不可能穿过流管侧面。按同样的方法可定义涡管。 19：流管的性质： （1）：流管不能相交； （2）：流管的形状和位置在定常流动时不随时间变化；不定常流动时，一般说来要随时间变化。 （3）：流管不能在流场内部中断。流管只可能始于或终于流场边界，如物面、自由面；或者成环形；或者伸展到无穷远处。 涡管也有同样的性质。 20：流体微团 流体微团是由大量流体质点所组成的具有线性尺度效应的微小的流体团。注意与流体质点的区别：在连续介质的概念中流体质点是可以忽略线性尺度效应（如膨胀、变形、转动等）的最小单元. 21：流体微团运动 平动、转动、变形（角变形和膨胀）。 22：线变形速率 单位时间内流体线的相对伸长称为线变形速率。 x方向的线变形速率为： 。同样：y方向和z方向的线变形速率为： 。 23: 体积膨胀速率 流体微团的体积在单位时间内的相对变化称为流体微团的体积膨胀速率。为： 微团的体积膨胀速率等于三个方向上线变形速率之和，就是速度的散度，即 。 24：对于不可压缩流体，体积不会变化，故： 。此式可视为不可压缩的条件或不可压流体的连续方程。 25：流体旋转角速度 过同一点O的任意两条正交微元流体线，在它们所在的平面上的旋转角速度的平均值称作O点流体的旋转角速度。 。 ，即流体的旋转角速度等于速度旋度的一半。 26：角变形速率 每个流体面有两条过O点的正交边，平面中每条边与该两正交边的角平分线间的夹角在单位时间内的变化称作角变形速率。 。 27：正交六面体的运动可分解成 整体的平移运动、流体的旋转运动、线变形、角变形运动。与此相应的是平移速度、旋转角速度、线变形速率、角变形速率。除平移外，六面体的运动状态，在一般情况下需要九个独立分量来描述，即： 。 这九个分量又是由 等九个分量组合而成。从本质说，由后面的九个量也可完全确定六面体的运动状态，但前者有明确的物理意义，因此，往往用前面九个分量来描述六面体的运动状态。 28：海姆霍兹速度分解定理简述如下： 点O邻近的任一点A上的速度可分成三个部分： （1）与O点相同的平移速度 ； （2）绕点转动在A点引起的速度 ； （3）变形在A点引起的速度 。 即： 。其中，E= 29：将上式与刚体的运动相比较，可看出多了最后一项。所以，判断所给的运动是刚体运动还是流体运动就是看E等不等于零。 30：速度旋度 在流体力学中简称为涡量，气象学上称为涡度。用