《流体力学》PPT课件（基础篇）.pptx

基 础 篇;;B1.1.2 流体质点概念;; 液体保持了固体具有一定体积、难以压缩的特点，却在分子运动性方面发生了巨大改变。分子在“球胞”之间聚散无常，并且凭借“空洞”，实现位置迁移。1826年苏格兰植物学家布朗（Robert Brown)发现花粉粒子在水面上作随机运动，就是液体分子迁移的证据。; 流体易变形性是流体的决定性宏观力学特性，具体表现为：; 当剪切力停止作用后，固体变形能恢复或部分恢复，流体则不作任何恢复。; 固体内的切应力由剪切变形量(位移)决定，而流体内的切应力与变形量无关，由变形速度(切变率)决定。;; 固体重量引起的压强只沿重力方向传递，垂直于重力方向的压强一般很小或为零；流体平衡时压强可等值地向各个方向传递，压强可垂直作用于任何方位的平面上。; 固体表面之间的摩擦是滑动摩擦，摩擦力与固体表面状况有关；; 流体流动时，内部可形成超乎想象的复杂结构(如湍流);固体受力时，内部结构变化相对简单。;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;[例B1.4.2] 管中液面毛细效应修正(2-1) ;;;[例B2.1.2] 由速度分布求质点轨迹(2-1);;;;;[例B2.2.1]直圆管粘性定常流动：流量与平均速度(2-1);1 / 7指数分布的流量为;B2.2.2 一维，二维与三维流动;;[例B2.2.2]直圆管粘性定常流动：动能修正因子与动量修正因子(3-1);，;;;;[例B2.3.2A]不定常流场的迹线与流线(4-1);t=0时质点A位于x=y=0，得c1=c2=0。质点A迹线方程为;在t = 0时刻，流线通过原点x = y = 0，可得C = 0，相应的流线方程为 ;;;[例B2.3.3]不定常流场的迹线与脉线(3-1); 图(a)为质点a, b, c, d, e, f 的迹线(0-6s)，图(b)为每隔1s时 刻(7-12s)从坐标原点发出的脉线（以后重复循环）。从图中可看 到迹线是每个质点的轨迹，随时间增长不断延伸；脉线是从某点依 次出发的不同质点在某一瞬时连成的线。在不定常流场中，从某点 发出的脉线的形状在不同时刻可以不同。本例中在7-12s内的每一 瞬时的脉线均不相同，但在下一个6秒内重复出现，依次循环。;;;;[例B2.4.2]收缩喷管流动：迁移加速度(3-1);任一截面上的平均速度和加速度为;;;;[例B2.5.2]膨胀流动：线应变率与面积扩张率(3-1);说明x方向的线元以恒速率k 伸长，y方向的线元长???保持不变。 面积扩张率为; 对流体面abcd和a’b’c’d’内所有质点均满足(a)，(b)式。现 t’相同，x’/x也相同。设k =1，由点a和a’，x’/x = 3，即x’=3x，y’=y，因此M’(x’,y’) = M’(3x,y)。 abcd和a’b’c’d’四角点的坐标分别为a(1,3)，b(2,3)，c(2,4)，d(1,4)，a’(3,3)，b’(6,3)，c’(6,4) d’(3,4)，a’b’c’d’的位置和形状如图B2.5.2中虚线所示，说明从 t=0到t=t’，流体面在x方向扩张了3倍. （此流场纯属假想，很难找到与之相符的实际例子）。;;[例B2.5.3]线性剪切流：角变形率与旋转角速度(2-1) ;;;;;;;;;;[例B3.1.2] 不可压缩流动连续性方程 ;;;;;;;[例B3.2.3] 平面线性剪切流中的应力状态 ;;;;;;;;[例B3.5.1A] 沿斜坡的重力粘性层流(3-1);[例B3.5.1A] 沿斜坡的重力粘性层流(3-2);流量 ;;;;;;[例B3.6.2] 单管测压计（2－1）;[例B3.6.2] U形管测压计（2－2）;;;;;;;;;;[例B4.2.1] 主动脉弓流动：多个一维出入口连续性方程 (2-1);;[例B4.2.2] 圆管入口段流动：速度廓线变化(2-1) ;[例B4.2.2] 圆管入口段流动：速度廓线变化 (2-2);;[例B4.2.4] 洒水器：运动控制体连续性方程(2-1) ;[例B4.2.4] 洒水器：运动控制体连续性方程(2-2);;;;[例B4.3.1] 皮托测速管 (2-1);;[例B4.3.1A] 小孔出流：托里拆里公式及缩颈效应(3-1) ;;;;;;[例B4.3.2] 文丘利流量计：沿总流的伯努利方程(3-1) ;;;;;;;;;;;;4.由伯努利方程;;;;;;;;;;;;;[例B4.5.1] 混流式离心泵：固定控制体动量矩方程(2-2) ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;