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可压缩流体力学课件
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目录
壹
基础理论介绍
贰
数学模型与方程
叁
流动类型与分类
肆
流体动力学分析
伍
实验方法与技术
陆
应用实例与案例分析
基础理论介绍
第一章
流体力学基本概念
流体是连续介质，无固定形状，易受外力作用而改变形状。
流体定义
流体体积随压力变化而显著变化的性质。
可压缩性
描述流体质量守恒的原理。
连续性方程
可压缩流体特性
受压体积缩小，密度增大，具有弹性。
体积密度变化
液体压缩性小，气体压缩性大。
液体气体差异
连续性方程
01
质量守恒定律
连续性方程描述流体质量守恒，关联流体密度与速度场。
02
方程应用
适用于可压缩与不可压缩流体，确保质量通量平衡。
数学模型与方程
第二章
基本方程推导
描述流体质量守恒
连续性方程
反映流体动量变化
运动方程
体现能量转换关系
能量方程
理想气体状态方程
pV=nRT，描述气体状态
玻意耳、查理、盖吕萨克定律
状态方程表述
方程应用实例
流体动力学方程组
体现流体质量守恒的性质
连续性方程
描述黏性流体运动的核心方程
Navier-Stokes方程
流动类型与分类
第三章
层流与湍流
层流定义
流体分层流动，互不混合
湍流定义
流体混杂流动，轨迹不规则
亚音速与超音速流
流速低于音速
亚音速流动
流速高于音速
超音速流动
马赫数与流速关系
马赫数定义
流速与声速比值
马赫数分类
表征流体运动状态
流体动力学分析
第四章
流线与迹线
流线定义
瞬时速度连线
迹线定义
质点运动轨迹
压力场与速度场
分析流体中压力分布规律，探讨其对流体运动的影响。
压力场特性
研究流体速度分布，理解速度梯度与剪切力在流体动力学中的作用。
速度场分析
激波与膨胀波
01
激波形成
超声速流压缩产生突跃面
02
激波分类
正激波与斜激波
03
膨胀波特点
流速增压强降连续变
实验方法与技术
第五章
实验设备与测量技术
雷诺等专用装置
实验设备
毕托管流速测量
测量技术
风洞实验与数据采集
风洞实验类型
静态动态模型等
数据采集技术
采用专业采集系统
数值模拟与计算方法
通过离散化方程，迭代求解流体流动。
有限差分法
01
优化网格剖分，提高计算精度与效率。
网格自适应技术
02
应用实例与案例分析
第六章
工程应用案例
探讨石油、天然气开采中，利用可压缩流体力学原理提高开采效率的实践案例。
能源开发
介绍飞机、火箭等航空航天设备设计中，可压缩流体力学的关键应用与案例分析。
航空航天
流体力学在航空中的应用
利用流体力学原理优化机翼形状，提升升力与降低阻力，增强飞行性能。
机翼设计优化
分析飞行器表面气流，采用流体力学方法减少涡流和阻力，节省燃油消耗。
飞行器减阻
流体力学在环境科学中的应用
利用流体力学模型模拟大气污染物扩散，预测空气质量。
大气污染模拟
构建水质模型，分析水体中污染物与溶解氧的相互作用，管理水质。
水质管理
谢谢
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