流体力学基础概念与运动分析.pdfVIP

Chapter2流体力学的基本概念

本章内容大纲

了解我们的研究对象——流体——的特性

流体学流体如何描述

流体的基本形式

流体质点受力分析

I流体力学的研究对象和研究方法

I-1研究对象研究流体的宏观规律。例

如，江河湖海中水的流动、空气的等。

回顾经典力学：质点描述，控制质点的方程——动量方程

类似地，流体力学：流体描述，控制流体的方程——动量方程、能量方程、质量连续性方程，在

此基础上讨论某些流动问题。

一、什么是流体？

液体和气体都是流体，其宏观表现为连续介质的流动。一般而言，流体团内各点的流动速度不均

匀，因而流体团会发生变形。

二、流体的宏观性质

1）易流动性

易流动性：当对流体施加切向外力时，无论此力如何之小，它总会发生变形。

流体就是在剪切外力的作用下会发生流动的物体。它不能在承受剪切力的同时，使自己保持静止状态。

当施加一定的外力时，固体也要发生变形，但变形量达到一定程度，其的变形应力就会固体继续

变形。但是，只要剪切外力持续作用在流体上，流体就会持续变形。

eg：纯剪切（该的概念、剪切力的概念、变形情形。）

流体在法向面力作用下可以保持平衡。如气球内的气体。

除极为纯净的液体外，液体一般抗拉强度很低。

2）可压缩性：压强或温度发生变化时，流体密度将发生变化。

dτ2

压缩系数：β=−单位m/N

τdp

1

体积弹性系数：k=

β

92

例：k=10N/m当温度不变压强增加Δp=1atm时,

ΔτΔρΔp−4

≈=0.5×10

−=即减小0.005％

τρk

当压强不变温度从20C上升到100C，水体积增加4％（烧水时不能把水壶灌满）。

不可压缩流体：一般在温度和压强变化不太大时可忽略液体密度变化。在研究海洋中的时，如海

浪和海流、潮汐、内波等均可认为海水是不可压缩的。

Chapter2Basicconceptsoffluid

mechanics

Outlineofthis

chapter

Understandthephysicalpropertiesofthefluidswestudy

FluidKinematicsHowtodescribefluidmotion

Basicformsofmotionoffluids

Forceanalysisoffluid

partic

IResearchobjectsandresearchmethodsoffluidmechanics

I-1ResearchObject:Studythemacroscopicmotionlawsof

fluids.

Forexample