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流体力学

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第1章 连续体力学(2)
流体力学
2.1 理想流体的流动 2.1.1 理想流体的定常流动 2.1.2 连续性方程 2.1.3 伯努利方程 2.1.4 伯努利方程的应用 2.2 黏滞流体的流动 2.2.1 牛顿黏滞定律 2.2.2 泊萧叶公式 2.2.3 层流和湍流 2.2.4 斯托克斯公式
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教学重点 ★ 综合运用连续性方程和伯努利方程分析求解理 想流体问题。 ★了解层流、湍流和雷诺数
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2.1 理想流体的定常流动
2.1.1 流体力学的基本概念 1. 流迹 流体流动时某质元在空间所描绘的曲线。 流迹是同一流体质元运动规律的几何表示。与质 点力学中质点的轨迹的含义是相同的,因此流迹 上各点沿时间增加方向的切线表示该质元各时刻 运动的方向。
r r v = v ( x, y, z, t )
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2. 流线 是某一时刻在流场中画出的一条空间曲线,在该时刻 曲线上的所有质点的速度矢量均与这条曲线相切。 流线簇:在运动液体的整个空间绘出的一系列流线。
流线、流线簇
流体流过不同形状障碍物的流线
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流线的几点性质 (1)流线簇的疏密程度反映了该时刻流场中各点速 度的变化。 (2)对于恒定流,流线的形状和位置不随时间而变化。 (3)恒定流时,流线和迹线重合。 (4)流线不能相交不能折转,只能是一条光滑的曲线。
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3. 流管 在流体内作一微小的闭合曲线,通过其上各点 的流线围成的细管。 由于流线不会相交,因此流管内、外的流体都 不会穿越管壁,液体质点只能在流管内部或沿流管 表面流动。因此,流管仿佛就是一条实际的水管, 其周界可以视为像固体器壁一样。 由此可寻求流速的空间分布及其随时间的演化规律。
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4. 定常流动 尽管流体内各空间的流速通常随时间而变化。但 在特殊情况下,任意空间点的流速不随时间而改变, r r 这种流动称为定常流动。表示为 v = v ( x , y , z ) 定常流动时的流线和流管均保持固定的形状和位 置,这时流管像是固定的“管子”而流体在这些由流 线所围成的管道中运动。 则称 此 种 流动 为 定常流动 或 稳 定流 场 , ?v o 0 即流场不随时间变化(局部变化为零), ?t 流场只是空间坐标的函数。
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5. 理想流体 不可压缩的没有黏滞性的流体称理想流体。 (1)不容易被压缩的液体,在不太精确的研究中 可以认为是理想流体。 研究气体时,如果气体的密度没有明显变化, 也可以认为是理想流体。 (2)理想流体没有粘滞性,流体在流动中机械能 不会转化为内能。
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2.1.2 不可压缩流体的连续性方程
1、体积流量 (Q) 单位时间内通过某一横截面的流体体积。
Q = lim ( DV Dt ) = dV dt = vDS Dt ? 0 v
2
Q = v×s
v1 A′ B B′
A
在国际单位制中,流量的单位为: m 3 s
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2、连续性方程 如图中所示,设有理想流体做稳定流动,在流管 中A,B点做垂直截面S1,S2的流动,流管很细。则:
r1v1DtS1 o r 2 v2 DtS 2
v1 S1
=
v2
如果流体体积不可压缩, r 2 = r 1
v1
S2
A`
v2 S2
S1
A
B B`
v1,v2是A,B处的流体流速,S1,S2截面是任意选取。 3、连续性原理 对于不可压缩的流体,通过流管各横截面的流量都相等。 连续性原理的实质是:流体力学中关于质量守恒的定律。
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r uu r Q = v × S ¢ = 常量
一般形式: Q = òò
S
q
S¢
q
r u r v × dS
S
r v
r n
☆ 物理本质:同一流管在相同时间内流过任一截 面的体积流量都相同。因而截面大处流速小, 截面小处流速大。 S3 S1 v3 ☆ 当有多条支流时
v1S1=v2 S 2 + v3 S 3
v2 v1 S2
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☆ 适用范围:理想流体和不可压缩的黏滞流体。

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2.1.3 伯努利方程
p+ 1 r v 2 + r gh = 常 量 2
丹 · 伯努利 (Daniel Bernoull , 17001782) 瑞士科学家.
伯努利方程是流体动力学的基本定律,它说明了 理想流体在管道中作稳定流动时,流体中某点的压强P、 流速υ和高度 h 三个量之间的关系。 试用功能原理导出伯努利方程。 a1 b1 我们研究管道中一段 流体的运动。设在某一时 刻,这段流体在a1b1位置, 经过极短时间Dt后,这段 流体达到a2b2位置。
p 1 S1 v1 a2 h2
h1
Dt
b2 v2
p 2 S2
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(1)现在计算外力对这段流体所作的功。 假设流体没有粘性,管壁对它没有摩擦力,那么,管壁 对这段流体的作用力垂直于它的流动方向,因而不作功。 所以流动过程中,除了重力之外,只有在它前后的流体 对它作功。在它后面的流体推它前进,这个作用力作正 功;在它前面的流体阻碍它前进,这个作用力作负功。 因为时间Dt极短,所以a1b1和a2b2是两段极短的位 移,在每段极短的位移中,压强p、截面积S和流速υ都 可看作不变。故外力的总功是:
W = p1s1u1Dt - p2 s2u2 Dt
因为流体被认为不可压缩。所以 a1b1和a2b2两小段流体的体积S1υ1Dt 和S2υ2Dt必然相等,用DV表示,则 上式可写成:W = ( P1 - P2 ) D V
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1 2 1 2 1 2 1 2 DE = ( mv2 + mgh2 ) - ( mv1 + mgh1 ) = rDV [( v2 + gh2 ) - ( v1 + gh1 )] 2 2 2 2
1 2 1 2 W = D E = ( p1 - p 2 ) D V = r D V [( v 2 + gh2 ) - ( v1 + gh1 )] 2 2 1 1 整理后得:p1 + r v12 + r g h1 = p 2 + r v 22 + r g h 2 2 2
1 p + r v 2 + r gh = 常 量 2
(2)其次,计算这段流体在流动中能量的变化。 对于稳定流动来说,在a1a2间的流体的动能和势 能是不改变的。因此:就能量的变化来说,可以看 成是原先在a1b1处的流体,在时间Dt内移到了a2b2处, 由此而引起的能量增量是: 根据功能原理得:
伯努利方程
它表明在同一管道中任何一点处,流体每单位体积的 动能和势能以及该处压强之和是个常量。 14

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2.1.4 伯努利方程的应用
1.高度与压强的关系 若流管中流体的流速不变或流速的改变可以忽略时, 伯努利方程可以直接写成:
p1 + r gh1 = p2 + r gh2

p + r gh = 常量
表 明 流 速不变或 流 速 的 改 变可以 忽略 时 , 理想流体 稳定流动过程中流体压强能与重力势能之间的转换 关系,即高处的压强较小,低处的压强较大。 两点的压强差为:
p1 - p2 = r g ( h2 - h1 )
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v
管涌
在渗透水流作用下,土中细颗粒在粗颗粒所形成的 孔隙通道中移动,流失,土的孔隙不断扩大,渗流 量也随之加大,最终导致土体内形成贯通的渗流通 道,土体发生破坏的现象。
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体位对血压的影响
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v1s1 = v2 s2
v2 =
2. 流速与压强的关系(等高线中) 文特利流量计原理 1 1 2 P1 + r v1 = P2 + r v2 2 (等高线中,υ ↑ P ↓, υ ↓ P ↑) 2 2
P1 S 1
1
DP = P 1-P 2 = ( r汞 - r)gh
2( r 汞 - r ) ghS12 r ( S12 - S 22 )
h1
A
p A = p1 + r gh1 pB = p2 + r gh2
h
P2 S2 h2 B 2
Qv = v1s1 = v2 s2
2( r汞 - r)ghS12 S22 = 2 2 r (S1 - S2 )
p A - pB = r汞 gh h = h1 - h2
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v
流量计
P1
P2
1 2 1 2 p1 + r v1 = p2 + r v2 2 2
Q = s1v1 = s2 v2
DP = P 1-P 2 = r gh
Q = S1S 2
2 gh 2 2 S1 - S 2
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3.流速与高度的关系 在 自然 界 、 工 程 技术 和 我们 的 日 常 生活 中 , 存 在 着许 多 与 容 器 排 水 相 关 的问题 , 如 水 库放 水 (泻洪与发电)、水塔经管道向城市供水及用吊 瓶给患者输 液 等 , 其 共 同的 特 点是 液 体 从 大容 器经小孔流出。
水电站
水库大坝 20

流体力学基础

第二章流體力學基礎 1.流動描述法 在質點力學和固體力學的學科中,因可以很清楚看到或想像質點或固體的運動情形,所以,也就比較容易去分析。流體雖然可視為由無數的流體質點或元素(element)所組成,但是,在分析或想像流體各質點的運動時,就可能引起困難。為研究流體流動的問題,通常有兩種不同定義流場流動的描述或分析的方法,分別是拉氏描述法(Lagrangian method of description)和歐拉氏(Eulerian method of description)描述法。 甲、拉氏描述法 這種描述法的觀念和分析質點力學的問題相同,即視流體 的流動是由無數個流體質點或元素所組成。茲假設某一流 體質點(取名為A質點)的運動軌跡或路徑(pathline)為已 知,則該運動軌跡在卡氏座標(Cartesian coordinates)上可表 示為: r= r(ξA, t) = x i+ y j+ z k 式中, ξA = x A i+ y A j+ z A k =流體A質點在已知時間t時的位置向量,故為已

知值。 因此,流體A 質點隨時間而運動的軌跡r ,應僅為時間t 的函數,其分量為 x = F x (ξA , t ) y = F y (ξA , t ) (2-1) z = F z (ξA , t ) 所以,流體A 質點運動的速度(u , v, w )和加速度(a x , a y , a z ),可依定義對時間t 微分而得。即: u = (dt dx )A ξ a x = (dt du )A ξ = (22dt x d )A ξ v = (dt dy )A ξ (2-2) a y = (dt dv )A ξ = (22dt y d )A ξ (2-3) w = (dt dz )A ξ a z = (dt dw )A ξ = (22dt z d )A ξ 顯然地,這些結果和質點力學所表示的式子是完全相同的。 乙 歐拉氏描述法 這種描述法的觀念是在流場中隨意選取某定點P 或固定區域,然後注視佔據該定點P 或固定區域上的流體,注意其流動變數(flow variables)的變動情形。歐拉假設流體的流動情形,可以一速度場ν表示: ν = ν(r , t ) = u i + v j + w k 流體質點P 的運動軌跡 x

流体力学基础知识

流体力学基础知识 第一节流体的物理性质 一、流体的密度和重度 流体单位体积内所具有的质量称为密度,密度用字母T表示,单位为kg/m3。流体单位体积内所具有的重量称为重度,重度用表示,单位为N/m?,两者之间的关系为 =「g , g 为重力加速度,通常g = 9. 806m/s2 流体的密度和重度不仅随流体种类而异,而且与流体的温度和压力有关。因为当温度和压力不同时,流体的体积要发生变化,所以其密度和重度亦随之变化。对于液体来讲,密度和重度受压力和温度变化的影响不大,可近似认为它们是常数。对于气体来讲,压力和温度对密度和重度的影响就很大。 二、流体的粘滞性 流体粘滞性是指流体运动时,在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。 所谓动力粘度系数是指流体单位接触面积上的内摩擦力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值,用」来表示。 所谓运动粘度是指动力粘度」与相应的流体密度「之比,用、来表示。 运动粘度或动力粘度的大小与流体的种类有关,对于同一流体,其值又随温度而异。气体的粘性系数随温度升高而升高,而液体的粘性系数则随温度的升咼而降低。 液体粘滞性随温度升高而降低的特性,对电厂锅炉燃油输送和雾化是有利的,因此锅炉燃用的重油需加热到一定温度后,才用油泵打出。但这个特性对水泵和风机等转动机械则是不利的,因为润滑油温超过60C时,由于粘滞性下 降,而妨碍润滑油膜的形成,造成轴承温度升高,以致发生烧瓦事故。故轴承回油温度一般保持在以60C下。 第二节液体静力学知识 一、液体静压力及其特性 液体的静压力是指作用在单位面积上的力,其单位为Pa。 平均静压力是指作用在某个面积上的总压力与该面积之比。点静压力是指在该面积某点附近取一个小面积△卩,当厶F逐渐趋近于零时作用在厶F面积上的平均静压力的极限叫做该面积某点的液体静压力。 平均静压力值可能大于该面积上某些点的液体静压力值,或小于另一些点的液体静压力值,因而它与该面积上某点的实际静压力是不相符的,为了表示 某点的实际液体静压力就需要引出点静压力的概念。

流体力学-基本概念

**流函数:由连续性方程导出的、其值沿流线保持不变的标量函数。**粘性:在运动状态下,流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以抵抗剪切变形,这种性质叫做粘性。粘性的大小用黏度表示,是用来表征液体性质相关的阻力因子。粘度又分为动力黏度.运动黏度和条件粘度。 **内摩擦力:流体内部不同流速层之间的黏性力。 **牛顿流体:剪切变形率与切应力成线性关系的流体(水,空气)。**非牛顿流体:黏度系数在剪切速率变化时不能保持为常数的流体(油漆,高分子溶液)。 **表面张力:1.表面张力作用于液体的自由表面上。2.气体不存在表面张力。3.表面张力是液体分子间吸引力的宏观表现。4.表面张力沿表面切向并与界线垂直。5.液体表面上单位长度所受的张力。6.用σ 表示,单位为N/m。 **流线:表示某瞬时流动方向的曲线,曲线上各质点的流速矢量皆与该曲线相切。性质:a、同一时刻的不同流线,不能相交。b、流线不能是折线,而是一条光滑的曲线。c、流线簇的疏密反映了速度的大小。 **过流断面:与元流或总流的流向相垂直的横断面称为过流断面。(元流:在微小流管内所有流体质点所形成的流动称为元流。总流:若流管的壁面是流动区域的周界,将流管内所有流体质点所形成的流动称为总流。)

**流量:单位时间内通过某一过流断面的流体体积称为该过流断面的体积流量,简称流量。 **控制体:被流体所流过的,相对于某个坐标系来说,固定不变的任何体积称之为控制体。控制体的边界面,称之为控制面。控制面总是封闭表面。占据控制体的诸流体质点随着时间而改变。 **边界层:水和空气等黏度很小的流体,在大雷诺数下绕物体流动时,黏性对流动的影响仅限于紧贴物体壁面的薄层中,而在这一薄层外黏性影响很小,完全可以忽略不计,这一薄层称为边界层。 **边界层厚度:边界层内、外区域并没有明显的分界面,一般将壁面流速为零与流速达到来流速度的99%处之间的距离定义为边界层厚度。 **边界层的基本特征:(1) 与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小。(2) 边界层内沿厚度方向,存在很大的速度梯度。(3) 边界层厚度沿流体流动方向是增加的,由于边界层内流体质点受到黏性力的作用,流动速度降低,所以要达到外部势流速度,边界层厚度必然逐渐增加。(4) 由于边界层很薄,可以近似认为边界层中各截面上的压强等于同一截面上边界层外边界上的压强值。 (5) 在边界层内,黏性力与惯性力同一数量级。 (6) 边界层内的流态,也有层流和紊流两种流态。 **滞止参数:设想某断面的流速以等熵过程减小到零,此断面的参数称为滞止参数。

计算流体力学_CFD_的通用软件_翟建华

第26卷第2期河北科技大学学报Vol.26,No.2 2005年6月Journal of Hebei University of Science and T echnology June2005 文章编号:100821542(2005)022******* 计算流体力学(CFD)的通用软件 翟建华 (河北科技大学国际交流与合作处,河北石家庄050018) 摘要:对化学工程领域中的通用CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟软件Phoenics,Flu2 ent,CFX等的具体特点和应用情况进行了综述,指出了他们各自的结构特点、特有模块、包含的数学模型和成功应用领域;给出了选用CFD软件平台的7项准则,对今后CFD技术的发展进行了预测,指出,今后CFD研究的主要方向将集中在数学模型开发、工程改造和新设备开发及与工艺软件的匹配连用等方面。 关键词:计算流体力学;模拟软件;CFX;FLUENT;PH OENICS 中图分类号:T Q015.9文献标识码:A Review of commercial CFD software ZH AI Jian2hua (Department of Int ernation Exchange and Cooperation,H ebei University of Science and Technology,Shijiazhuang H ebei 050018,China) Abstr act:The paper summar izes the features and application of the CF D simulation software like Phoenics,F luent and CFX etc in chemical engineering,and discusses their str ucture features,special modules,mathematical models and successful application areas.It also puts forward seven r ules for the good choice of commercial CF D code for the CF D simulation resea rcher s.Based on t he predict ion of the technology development,it points out the possible r esear ch direction for CF D in the future will focus on the development of mathematical model,project transformat ion,new equipment and their matching application with technologi2 cal softwa re. Key words:CF D;simulation software;CF X;FLUENT;P HOENICS CFD(Computational Fluid Dynamics)软件是计算流体力学软件的简称,是用来进行流场分析、计算、预测的专用工具。通过CFD模拟,可以分析并且显示流体流动过程中发生的现象,及时预测流体在模拟区域的流动性能,并通过各种参数改变,得到相应过程的最佳设计参数。CFD的数值模拟,能使我们更加深刻地理解问题产生的机理,为实验提供指导,节省以往实验所需的人力、物力和时间,并对实验结果整理和规律发现起到指导作用。随着计算机软硬件技术的发展和数值计算方法的日趋成熟,出现了基于现有流动理论的商用CFD软件。这使许多不擅长CFD工作的其他专业研究人员能够轻松地进行流体数值计算,从而使研究人员从编制繁杂、重复性的程序中解放出来,以更多的精力投入到研究问题的物理本质、问题提法、边界(初值)条件和计算结果的合理解释等重要方面上,充分发挥商用CFD软件开发人员和其他专业研究人员各自的智力优势,为解决实际工程问题开辟了道路。 CFD研究走过了相当漫长的过程。早期数值模拟阶段,由于缺乏模拟工具,研究者一般根据自身工作性质和研究过程,自行编制模拟程序,其优点是针对性强,对具体问题的解决有一定精度,但是,带来的问题 收稿日期:2004208221;修回日期:2004211221;责任编辑:张军 作者简介:翟建华(19642),男,河北平乡人,教授,主要从事化工CFD、高效传质与分离和精细化工方面的研究。

流体力学基本概念和基础知识..知识分享

流体力学基本概念和基础知识(部分) 1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体? 流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dy du A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。 水的黏滞性随温度升高而减小;空气的黏滞性随温度的升高而增大。(动力粘度μ体现黏滞性)通常的压强对流体的黏滞性影响不大,但在高压作用下,气液的动力黏度随压强的升高而增大。 2.在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个?并对其进行说明。 连续介质(对流体物质结构的简化)、无黏性流体(对流体物理性质的简化)、不可压流体(对流体物理性质的简化) 3.什么是理想流体? 不考虑黏性作用的流体,称为无黏性流体(或理想流体) 4.什么是实际流体? 考虑黏性流体作用的实际流体 5.什么是不可压缩流体? 流体在流动过程中,其密度变化可以忽略的流动,称为不可压缩流动。 6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线? 流体在静止时不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向 7.为什么水平面必是等压面?

由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。 8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么? 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。 9.什么是阿基米德原理? 无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积,也就是物体排开液体的体积。 10.潜体或浮体在重力G和浮力P的作用,会出现哪三种情况? 重力大于浮力,物体下沉至底。重力等于浮力,物体在任一水深维持平衡。重力小于浮力,物体浮出液体表面,直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。 11.等角速旋转运动液体的特征有那些? (1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇;(2)在同一水平面上的轴心压强最低,边缘压强最高。 12.什么是绝对压强和相对压强?两者之间有何关系?通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强?1个标准大气压值以帕(Pa)、米水柱(mH2O)、毫米水银柱(mmHg)表示,其值各为多少? 绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强:当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。压力表的度数是相对压强,通常说的也是相对压强。1atm=101325pa=10.33mH2O=760mmHg. 13.什么叫自由表面?和大气相通的表面叫自由表面。 14.什么是流线?什么是迹线?流线与迹线的区别是什么? 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线,此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。区别:迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的,它是表示这无究多个流

计算流体力学软件

计算流体力学(CFD)是近代流体力学,数值数学和计算机科学结合的产物,是一门具有强大生命力的边缘科学。它以电子计算机为工具,应用各种离散化的数学方法,对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究,以解决各种实际问题。 计算流体力学和相关的计算传热学,计算燃烧学的原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组,求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节,并成为过程装置优化和放大定量设计的有力工具。计算流体力学的基本特征是数值模拟和计算机实验,它从基本物理定理出发,在很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备,在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。目前比较好的CFD软件有:Fluent、CFX,Phoenics、Star-CD,除了Fluent 是美国公司的软件外,其它三个都是英国公司的产品 ------------------------------------------------------ FLUENT FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%。举凡跟流体,热传递及化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括:燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。 Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想,从用户需求角度出发,针对各种复杂流动的物理现象,FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合,从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。基于上述思想,Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件,这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象,软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面,而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同,因此大大方便了用户。其各软件模块包括: GAMBIT——专用的CFD前置处理器,FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit 前处理软件来建立几何形状及生成网格,是一具有超强组合建构模型能力之前处理器,然后由Fluent 进行求解。也可以用ICEM CFD进行前处理,由TecPlot进行后处理。 Fluent5.4——基于非结构化网格的通用CFD求解器,针对非结构性网格模型设计,是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的CFD软件。可应用的范围有紊流、热传、化学反应、混合、旋转流(rotating flow)及震波(shocks)等。在涡轮机及推进系统分析都有相当优秀的结果,并且对模型的快速建立及shocks处的格点调适都有相当好的效果。 Fidap——基于有限元方法的通用CFD求解器,为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件,是全球第一套使用有限元法于CFD领域的软件,其应用的范围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反应等等。 FIDAP本身含有完整的前后处理系统及流场数值分析系统。对问题整个研究的程序,数据输入与输出的协调及应用均极有效率。 Polyflow——针对粘弹性流动的专用CFD求解器,用有限元法仿真聚合物加工的CFD软件,主要应用于塑料射出成形机,挤型机和吹瓶机的模具设计。 Mixsim——针对搅拌混合问题的专用CFD软件,是一个专业化的前处理器,可建立搅拌槽及混合槽的几何模型,不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。它的图形人机接口和组件数据库,让工程师

流体力学基础学习知识知识

第一章流体力学基本知识 学习本章的目的和意义:流体力学基础知识是讲授建筑给排水的专业基础知识,只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关内容。 §1-1 流体的主要物理性质 1.本节教学内容和要求: 1.1本节教学内容: 流体的4个主要物理性质。 1.2教学要求: (1)掌握并理解流体的几个主要物理性质 (2)应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。 1.3教学难点和重点: 难点:流体的粘滞性和粘滞力 重点:牛顿运动定律的理解。 2.教学内容和知识要点: 2.1 易流动性 (1)基本概念:易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动性。 流体也被认为是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。 易流动性为流体区别与固体的特性 2.2密度和重度 (1)基本概念:密度——单位体积的质量,称为流体的密度即: M ρ= V M——流体的质量,kg ; V——流体的体积,m3。 常温,一个标准大气压下Ρ水=1×103kg/ m3

Ρ水银=13.6×103kg/ m3 基本概念:重度:单位体积的重量,称为流体的重度。重度也称为容重。 G γ= V G——流体的重量,N ; V——流体的体积,m3。 ∵G=mg ∴γ=ρg 常温,一个标准大气压下γ水=9.8×103kg/ m3 γ水银=133.28×103kg/ m3密度和重度随外界压强和温度的变化而变化 液体的密度随压强和温度变化很小,可视为常数,而气体的密度随温度压强变化较大。 2..3 粘滞性 (1)粘滞性的表象 基本概念:流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时,在流体中产生的切力就是这一性质的表 现。 为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示 设某一流层的速度为u,则与其相邻的流层为u+du,du为相邻流层的速度增值,设相邻流层的厚度为dy,则du/dy叫速度梯度。 由于各流层之间的速度不同,相邻流层间有相对运动,便在接触面上产生一种相互作用的剪切力,这个力叫做流体的内摩擦力,或粘滞力。 平板实验 (2)牛顿内摩擦定律 基本概念:牛顿在平板实验的基础上于1867年在所著的《自然哲学的数学原理》中提出了流体内摩擦力的假说——牛顿内摩擦定律: 当切应力一定时,粘性越大,剪切变形的速度越小,所以粘性又可定义为流体

重大流体力学实验1(流体静力学实验)

《流体力学》实验报告 开课实验室:年月日 学院年级、专业、班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 流体静力学实验 指导教 师 教师 评语教师签名: 年月日 一、实验目的 1、验证静力学的基本方程; 2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能; 3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象; 4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。 二、实验原理 流体的最大特点是具有易动性,在任何微小的剪切力作用下都会发生变形,变形必将引起质点的相对运动,破坏流体的平衡。因此,流体处于静止或处于相对静止时,流体内部质点之间只体现出压应力作用,切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面,静压强大小与其作用面的方位无关,只与该点位置有关。 1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等,即:z + p /ρg=c 在重力作用下, 静止流体中任一点的静压强p也可以写成:p=p + ρg h 2、等压面连续的同种介质中,静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时, 静止液体中,位于同一淹没密度的各点的静压强相等,因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时,流体做等加速直线运动,等压面为一斜面;若流体做等角速度旋转运动,等压面为旋转抛物面。 3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准,一种以完全真空时绝对压强 为基准来计量的压强,一种以当地大气压强为基准来计量的压强。

三、使用仪器、材料 使用仪器:盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加 压打气球、减压阀 材 料:水、油 四、实验步骤 1、熟悉一起的构成及其使用方法; 2、记录仪器编号及各点标高,确立测试基准面; 测点标高a ?=1.60CM b ?=-3.40CM c ? =-6.40CM 测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3 3、测量各点静压强:关闭阀11,开启通气阀6,0p =0,记录水箱液面标高0?和测管2液面标高2?(此时0?=2?);关闭通气阀6和截止阀8,开启减压放水阀11,使0p > 0,测记0?及2?(加压3次);关闭通气阀6和截止阀8,开启减压放水阀11,使0p < 0(减压3次,要求其中一次,2?< 3?),测记0?及2?。 4、测定油容量 (1)开启通气阀6,使0p =0,即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8,加压打气球7,使0p > 0,并使U 形测压管中的油水界面略高于水面,然后微调加压打气球首部的微调螺母,使U 形测压管中的油水界面齐平水面,测记0?及2?,取平均值,计算 0?-2?=H 1。设油的容重为r ,为油的高度h 。由等压面原理得:01p =a H=r h (1.4) a 为水的容重 (2)开启通气阀6,使0p =0,即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8,开启放水阀11减压,使U 形管中的水面与油面齐平,测记0?及2?,取平均值,计算0?-2?=H 2。得:02p =-a H 2=(r-a)h (1.5) a 为水的容重 式(1.4)除以式(1.5),整理得:H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)

流体力学基础知识

第一章流体力学基本知识 学习本章的目的与意义:流体力学基础知识就是讲授建筑给排水的专业基础知识,只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关内容。 §1-1 流体的主要物理性质 1.本节教学内容与要求: 1.1本节教学内容: 流体的4个主要物理性质。 1.2教学要求: (1)掌握并理解流体的几个主要物理性质 (2)应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。 1.3教学难点与重点: 难点:流体的粘滞性与粘滞力 重点:牛顿运动定律的理解。 2.教学内容与知识要点: 2、1 易流动性 (1)基本概念:易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动 性。 流体也被认为就是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。 易流动性为流体区别与固体的特性 2.2密度与重度 (1)基本概念:密度——单位体积的质量,称为流体的密度即: M ρ = V M——流体的质量,kg ; V——流体的体积,m3。 常温,一个标准大气压下Ρ水=1×103kg/ m3

Ρ水银=13、6×103kg/ m3 基本概念:重度:单位体积的重量,称为流体的重度。重度也称为容重。 G γ = V G——流体的重量,N ; V——流体的体积,m3。 ∵G=mg ∴γ=ρg 常温,一个标准大气压下γ水=9、8×103kg/ m3 γ水银=133、28×103kg/ m3 密度与重度随外界压强与温度的变化而变化 液体的密度随压强与温度变化很小,可视为常数,而气体的密度随温度压强变化较大。 2、、3 粘滞性 (1)粘滞性的表象 基本概念:流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时,在流体中产生的切力就就是这一性质的表 现。 为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示 设某一流层的速度为u,则与其相邻的流层为u+du,du为相邻流层的速度增值,设相邻流层的厚度为dy,则du/dy叫速度梯度。 由于各流层之间的速度不同,相邻流层间有相对运动,便在接触面上产生一种相互作用的剪切力,这个力叫做流体的内摩擦力,或粘滞力。 平板实验 (2)牛顿内摩擦定律 基本概念:牛顿在平板实验的基础上于1867年在所著的《自然哲学的数学原理》中提出了流体内摩擦力的假说——牛顿内摩擦定律: 当切应力一定时,粘性越大,剪切变形的速度越小,所以粘性又可定义为流体阻抗

流体力学计算软件报告

三维方管内部二次流特征分析 ——基于NUMECA 数值仿真 2120130457 李明月 【摘 要】运用NUMECA 数值仿真的方法,通过在有粘与无粘的工况下三维方管的内部三维流线对比分析,重点在分析粘性工况下方管内部沿流向各截面上的切向速度矢量分布特征和总压系数分布特征对二次流机理进行讨论和分析。 【关键字】数值仿真 二次流 欧拉方程 N-S 方程 压力梯度 0 前言 在边界层内流体质点向着压力梯度相反并与主流运动方向大致垂直的方向流动,称为二次流。几乎所有的过流通到里面都存在着速度和压力分布不均的情况,压力分布不均则产生一个从高压指向低压的作用力,它与惯性力的大小关系是能否形成二次流的关键。而二次流会使叶轮机械叶片的边界层增厚从而导致分离和损失,而二次流在换热器中增强了对流换热,从而强化了传热,故对二次流的成因和特征的研究具有很大的现实意义。而运用NUMECA 软件对一个简单的三维方管在不同工况下进行数值运算,能够直观地观察得到二次流的结果,并对此进行对比和分析,对流体初学者而言,一方面可以熟悉NUMECA 软件的基本操作,一方面可以基于此加深对二次流的理解。 1 几何描述 如图一所示为三维方管的三维图与所需设定的边界条件。在此算例中,最大的特点在于 中部有一个90°的弯道,且出流部分较长。 10m m 30m m 80m m r20m m r10m m 图1 几何模型

2 网格划分与边界条件 在调入IGG data 文件生成几何文件之后,用网格功能中生成网格块的功能用对应网格顶点与几何顶点重合的方式将网格块贴附在几何模型上,再调整网格数量,和Cluster Points 功能调整边界网格大小,使得近壁面的网格较密,使数值计算时能更好地捕捉到近壁面的参数。生成的网格如图2所示。网格生成后一共33×33×129个网格,网格质量为:最小的正交角度为50.68°,最大宽高比为200,最大膨胀比为1.51,多重网格数为3。在边界条件上,管壁设为SOL 类型,另外短管端面设为INL 类型,剩下那一面设为OUT 类型。 3 边界设定及收敛特性 在NUMECA Fine Turbo 里面建立两个工况并命名为一个无粘一个有粘。在无粘的工况下,选择的流动模型为基于Euler 方程的数学模型。在有粘工况下,流动模型选择的是湍流N-S 方程,并且湍流模型为Spalart-Allmaras 模型。两个工况皆为理想气体的定常流动,进口边界设为总量下(total quantities imposed )马赫数推断(mach number extrapolated ),进口压力为1.3bar ,进口温度为340K 。出口设定为由静压推断(static pressure imposed ),出口压力为1.0bar 。固壁面在欧拉方程下为无粘的欧拉壁,在N-S 方程里为绝热壁。经初始化后选择计算后输出的参数,除了常规的静压静温和速度外,在壁面数据(solid data )里额外输出一个粘性压力(viscous stress )。选择500次迭代后,两种工况下的收敛曲线如图3~图6所示。 图2 三维方管网格划分示意图 图3 Euler 方程下残差收敛曲线

流体力学

()⊥ -++ +φφφ φφ1 4210 .01 Re 3 1Re 161 Re 8= 2 .0log 4.03 4 ∥ D C 其中,面积 颗粒在迎流方向上投影 计算颗粒表面积 等体积球横截面积 -2=∥φ 向上投影面积 计算颗粒在垂直迎流方 等体积球横截面积 =⊥φ The sphericity (Φ) represents the ratio between the surface area of the volume equivalent sphere and that of the considered particle, the cross-wise sphericity (Φ⊥) is the ratio between the cross-sectional area of the volume equivalent sphere and the projected cross-sectional area of the considered particle and the lengthwise sphericity (Φ||) is the ratio between the cross-sectional area of the volume equivalent sphere and the difference between half the surface area and the mean projected longitudinal cross-sectional area of the considered particle.

流体力学流体的受力分析

(流体力学)流体的受力分析 第一部分? 流体的受力分析 (一) 静力学的研究内容 研究流体在外力作用下处于静止状态时的力学规律。通过受力分析可知:静力学主要是获得静止状态下的压强,即静压强。进一步把面积考虑进去,获得与流体相互作用的固体壁面所受到时的流体作用力。 (二) 控制体的选择 1. 控制体的定义 流场中,用几何边界所围成的固定空间区域称为控制体,它是流体力学的研究对象. 流体静力学中,把控制体又称为隔离体. (三) 流体的受力 控制体中流体质点的受力总体上可分为表面力和质量力两类. 1. 表面力(Surface Force) (1) 定义 通过接触界面作用于控制体中流体质点上的力称为表面力,又称之为接触力.如一容器内盛有水,其中壁面对所盛流体的约束力及作用于液体自由表面的大气压力等都均属于表面力 (3) 实质 ?? 虽然质量力属于“力”的概念,而加速度属于“运动”的概念,但单位质量的质量力就是加速度,在这里"动"与"力"合二为一. (四) 静止状态及静止状态时的受力分析 1. 静止状态 (1) 含义

相对于所选定的坐标系,流体不移动、不转动及不变形,称为静止状态或平衡状态。 (2) 分类 A. 绝对静止:相对于惯性坐标系,如地面,流体处于静止状态; B. 相对静止:相对非惯性坐标系,流体处于静止状态。 2. 静止状态时的受力分析 (1) 表面力:流体处于静止状态时,内部无相对运动,则流体内部各处切应力为零,流体不呈现出黏性,即表面力中只存在压强。 (2) 质量力:若处于重力场下,单位质量力为重力加速度;若还处于惯性力场下,则单位质量力还应包括惯性加速度等。一般不考虑电磁场作用。 (五) 静压强 1. 含义 流体处于静止状态下所受到的压强,称为静压强,区别于流体运动状态下的所谓动压强。 2. 实质 静压强实际上是流体所受的表面力中的法向应力。 (六) 静压强特性 1. 存在性与方向性。静止流体所受表面力中只存在静压强,其方向总是垂直于作用面,并指向流体内法线方向。 [注意]? 液体自由表面上的表面张力是例外。 2. 各向等值性。静止流体中任一点的压强值在空间各方位上,其大小均相等,它只与该点空间位置有关。

流体力学基础知识

流体力学基础知识 第一节 流体的物理性质 一、流体的密度和重度 流体单位体积内所具有的质量称为密度,密度用字母ρ表示,单位为kg/m 3。流体单位体积内所具有的重量称为重度,重度用γ表示,单位为N/m 3,两者之间的关系为g ργ=,g 为重力加速度,通常g =9.806m/s 2 流体的密度和重度不仅随流体种类而异,而且与流体的温度和压力有关。因为当温度和压力不同时,流体的体积要发生变化,所以其密度和重度亦随之变化。对于液体来讲,密度和重度受压力和温度变化的影响不大,可近似认为它们是常数。对于气体来讲,压力和温度对密度和重度的影响就很大。 二、流体的粘滞性 流体粘滞性是指流体运动时,在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。 所谓动力粘度系数是指流体单位接触面积上的内摩擦力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值,用μ来表示。 所谓运动粘度是指动力粘度μ与相应的流体密度ρ之比,用ν来表示。 运动粘度或动力粘度的大小与流体的种类有关,对于同一流体,其值又随温度而异。气体的粘性系数随温度升高而升高,而液体的粘性系数则随温度的升高而降低。 液体粘滞性随温度升高而降低的特性,对电厂锅炉燃油输送和雾化是有利的,因此锅炉燃用的重油需加热到一定温度后,才用油泵打出。但这个特性对水泵和风机等转动机械则是不利的,因为润滑油温超过60℃时,由于粘滞性下降,而妨碍润滑油膜的形成,造成轴承温度升高,以致发生烧瓦事故。故轴承回油温度一般保持在以60℃下。 第二节 液体静力学知识 一、液体静压力及其特性 液体的静压力是指作用在单位面积上的力,其单位为Pa 。 平均静压力是指作用在某个面积上的总压力与该面积之比。点静压力是指在该面积某点附近取一个小面积△F ,当△F 逐渐趋近于零时作用在△F 面积上的平均静压力的极限叫做该面积某点的液体静压力。 平均静压力值可能大于该面积上某些点的液体静压力值,或小于另一些点的液体静压力值,因而它与该面积上某点的实际静压力是不相符的,为了表示

流体力学

第十一讲流体力学 我们通常所说的流体包括了气体和液体。流体具有形状和大小可以改变的特征,这一点和弹性体是类似的,然而,流体仅仅具备何种压缩弹性,例如,用力推动活塞可以压缩密闭气缸中的气体,在撤消外力后,气体将恢复原状,将活塞推出;但流体不具备抵抗形状改变的弹性,在力的作用下,流体因流动而发生形状的改变,,撤消外力后,流体并不恢复原来的形状,流体的这种性质称为流动性。流体力学的任务在于研究流体流动的规律以及它与固体之间的相互作用。 一、理想流体 无论是气体还是流体都是可以压缩的,只不过在通常的情况下,气体较容易被压缩,而液体难以被压缩。但是,在一定的条件下,我们常常把流动着的流体看着是不可压缩的,这一点对于液体是比较好理解的,因为在对液体加压时,其何种的改变是极其微小的,是可以忽略的;我们之所以把流动着的气体也看作是不可压缩的,是因为气体的密度小,即使压力差不大,也能够迅速驱使密度较大处的气体流向密度较小的地方,使密度趋于均匀,这样使得流动的气体中各处的密度密度不随时间发生明显的变化,这样,气体的可压缩性便可以不必考虑。不过,当气流的速度接近或超过声速时,因气体的运动造成的各处的密度不均匀的差别不及消失,这时气体的可压缩性会变得非常的明显,不能再看作是不可压缩的。总之,在一定的问题中,若可不考虑气体的可压缩性,便可将它抽象为不可压缩的理想模型,反之,则需看作是可压缩的液体。 液体都的或多或少的粘性,在静止液体中,粘性无法表现,在流体流动时,,将明显地表现出粘性。所谓粘性,就是当流体流动时,层与层之间有阻碍相对运动的内摩擦力,如河流中心的水流速度较快,由于粘性,靠近河岸的水几乎不动。在研究流体时,若流体的流动性是主要的,粘性居于次要地位时,可认为流体完全没有粘性,这样的理想模型叫做非粘性流体,若粘性起着重要的作用,则需将流体看作粘性流体。 如果在流体的运动过程中,流体的可压缩性和粘性都处于极为次要的地位,就可以把流体看作是理想流体。理想流体是不可压缩又无粘性的流体。 二、静止流体内的压强 1.静止流体内一点的压强 首先,我们可以证明:在重力场中,过静止流体内一点的各不同方位无穷小的截面上的压强的大小都是相等的。这是流体内压强的一条重要的性质。基于这一点,我们对静止流体内的一点的压强作如下的定义:静止流体内的压强等于过此点任意一假想的微小截面上的压力与该截面的面积之比。 2.静止流体内压强的分布 a.在重力场中,静止流体内各等高点的压强相等。 b.沿直方向的压强的分布 在重力作用下,静止流体内的压强随流体高度的增加而减小。如果液体具有自由的表面,且自由表面处的压强为p0,则液体内部深度为h处的压强为 p=p0+ρgh (式中ρ为液体的密度) 对于气体来说,因密度很小,若高度范围不是很大,则可认为气体内各部分的压强

流体力学基础.

第 二章 流 体 力 学 基础 ξ 1 流体的主要性质 1.1 流体的主要物理性质 1、 流体的流动性 ——流体的易变形性 流体的基本属性 流体的力学定义:不能抵抗任何剪切力作用下的剪切变形趋势的物质 2、流体的连续性 ? 连续介质模型 ? 流体质点:含有大量分子的流体微团 3、质量和重力特性 – 密度( kg/ m 3)、 比容: ( m 3/kg )、比重:无量纲量 – 浓度:质量浓度(kg/m3)、摩尔浓度(mol/m3) 4、流体的可压缩性与热膨胀性 ? 等温压缩系数( m 2/N ): ? 热膨胀系数(1/K ) ? 液体的压缩系数和膨胀系数都很小 ? 压强和温度的变化对气体密度和体积的变化影响较大 ? 可压缩流体与不可压缩流体 5. 流体的粘滞性 (1) 粘滞性: ? ——由于相对运动而产生内摩擦力以反抗自身的相对运动的性质。 ? 一切流体都具有粘性,这是流体固有的特性。 ? 粘性的物理本质:分子间引力、分子的热运动,动量交换 (2) 牛顿粘性定律 ? 粘性力(内摩擦力): ? ? 粘性切应力: (3) 粘性系数 动力粘滞系数或动力粘度(μ)(Pa·S ) 运动粘度 (m2/s ) : 理想流体(无粘性流体,μ=0)与实际流体(粘性流体μ≠0) )/(2m N dy u d μτ-=) (N A dy u d F μ-=ρμν=

1.3 作用于流体上的力 1、 质量力 表征:单位质量力:----单位质量流体所受到的质量力 当质量力仅为重力:F bx =0,F by =0,F bz = -g 2 表面力 表征: 切向应力(剪切应力):τ =T/(N/m 2) 法向应力(压应力):p=P/A (N/m 2) ξ 2 流体运动的微分方程 1、 流体运动的描述 (1)描述流体运动的数学方法——拉格朗日法和欧拉法 拉格朗日法—— – 着眼于流体质点,设法描述每个流体质点自始至终的运动过程 – 描述流体质点的物理量表示为:f =f (a ,b ,c ,τ) – 欧拉法——空间描述 – 着眼于流体质点,设法描述每个流体质点自始至终的运动过程 – 描述流体物理量表示为:f =F (x ,y ,z ,τ) (2) 迹线与流线 迹线: – 同一流体质点在连续时间内的运动轨迹线 – 是拉格朗日法对流体运动的描述 流线: – 某一时刻流场中不同位置的连续流体质点的流动方向线 – 是欧拉法对流体运动的描述 – 流线的性质:流线不能相交,也不能是折线,流线只能是一条光滑的曲线;对于稳定流动,流线与迹线相重合; – (3)系统与控制体 系统 ——某一确定的流体质点集合的总体,与外界无质量交换 流体系统的描述是与拉格朗日描述相对应 控制体 ——流场中确定的空间区域 可与外界进行质量交换和能量交换 控制体描述则是与欧拉描述相对应 2、质量守恒定律——连续性方程 m F F m F F m F F z bz y by x bx ===,,

流体力学

流体力学的背景及其发展 姓名:王灿学号:106030123 摘要:这篇文章主要描述流体力学的背景及其发展。从欧洲工业革命以后,资本经济的良性运作带动了自然科学的发展,在众多的自然科学起得耀眼成绩之下,流体力学也得到了空前的发展。许多科学家在流体的研究中起得的重大成果,并推动流体力学的发展。比如比较有代表性的科学家有:伽利略,帕斯卡,伯努利等伟大的科学家。他们关于流体力学的众多科学研究成果,关系到与流体有关的产业良好的发展。有了他们,才有了今天的航空工业水利工程,电力工业,石油工业等产业的发展,这些都离不开流体力学。尤其是航空航天事业的发展。 流体力的背景 从大约十四世纪左右,我们伟大的科学家们就开始了对流体的研究,并起得了许多重要的成就:伽利略的虚位移原理,并首先提出,运动物体的阻力随着流体介质的密度的增大和速度的提高而增大;帕斯卡提出密闭容器能传递压强原理;伯努利出版《流体的力学》,在书中提出流体位势能,压强势能和动能之间的转换关系著名的伯努利方程;等众多的科学家都提出了很多理论原理,为流体力学的发展做出了巨大的贡献。 流体的定义: 流体:在任何微小切力的作用下都能够发生联系性变形的物质叫做流体。通常所说的能流动的物质叫流体。液体,气体统称流体。液体,气体都有有利于流动的共同特征,但是也有不同的特征。气体分子与液体分子的大小并没有明显的差异,但是气体分子间的距离是液体分子间距离的1000倍左右,所以气体容易压缩,分子能高度地自由运动,而液体且不能像气体那样自由的运动,但是还是能在相比气体分子小的空间里自由运动,气体流动性比液体的好。在工业生产中,根据流体的不同特性选择不同的流体加以应用。流体的特征:当流体在受力的时候,将会产生联系性变形,即是流动的特征,这与固体是不同的。 流体力学研究的内容及其方法 流体力学是研究流体平衡和宏观运动规律的科学,它的平衡条件及压强分布的规律,流云的基本规律,流体扰流物体或者通过通道似的速度分布,压强分布,能量损失,流体与固体之间的相互作用。 流体力学的研究方法:理论分析法,实验研究法,数值计算法。人类在认识自然规律的时候,总是有简单到复杂,由浅入深,需要具体的实验去验证,也要有理论指导。对于流体力学,他不仅是一门新兴的学科,而且我认为这是一门经验性比强的学科,需要建立在大量统计分析的基础上的。定理只适用于一定的范围。任何定理都是这样的,因为我们所在的世界是相对的。 (一)帕斯卡定理 密闭容器内的液体能够向各个方向传递压强。 (二)伯努利定理 经过大量的实验和理论分析,伯努利总结得出,动能+重力势能+压力势能=常数,有如下关系: ρ=流体的密度,v=流动速度,p=流体所受的压强,h=流体处于的高度(从某参考点计),

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