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流体力学总结.doc

流体力学总结

曹吾狂
2019-02-27 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《流体力学总结doc》,可适用于工程科技领域

迹线某一流体质点在空间运动时不同时刻流经的点组成的连线。切应力由于液体质点的相对运动产生一种内摩擦力抵抗这种运动而此力与作用面平行称切应力。理想流体把流体看作绝对不可压缩、不能膨胀、无粘滞性、无表面张力的连续介质称为理想流体。流线某一瞬时在流场中绘出的一条曲线该曲线上的所有各点的速度向量都与曲线相切。流函数二维流动中由连续性方程导出、其值沿流线保持不变的标量函数。势函数某函数对相应坐标的偏导数等于单位质量力在相应坐标轴上的投影该函数称为势函数。连续介质认为真实流体所占有的空间可以近似的看做由“流体质点”连续地、无空隙地充满着的称为连续介质。粘性流体实际流体都是粘性流体。粘性指流体质点间由于相对运动而产生的阻碍相对运动的性质。有势流液体流动时每个液体质点都存在速度势函数的流动称为势流不存在绕自身轴的旋转运动。,涡旋强度指微小涡束的涡旋通量()。:横断面积:旋转角速度。流管指流面中所包含的流体。流面:在流场中作一空间曲线(非流线)过曲线上各点作流线所形成的面。,激波在气体、液体和固体介质中应力、密度和温度等物理量在波阵面上发生突跃变化的压缩波。二问答速度势函数具有什么性质?答:速度势函数具有下列性质:()速度势函数可允许相差一任意常数而不影响流体的运动()φ(xy)=常数时是等势线它的法线方向和速度矢量的方向重合()沿曲线MM的速度环量等于M点上φ值和M点上φ值之差()若考虑的是单连通区域则由于封闭回线的速度环量 因此速度势函数将是单值函数若考虑的是双连通区域则速度环量Γ可以不等于零因此φ可以是多值函数它们的关系是  其中k是封闭回线的圈数。水流运动的流函数具有什么性质?答:流函数ψ具有下列性质:()ψ可以差一任意常数而不影响流体的运动()ψ(x,y)=常数时是流线亦即它的切线方向与速度矢量的方向重合()通过曲线MM的流量等于M点和M点上流函数之差即()在单连通区域内若不存在源汇则由推出流函数ψ是单值函数若单连通区域内有源汇或在双连通区域内则一般由此流函数ψ一般说来是多值函数且各值之间的关系为其中k是封闭回线的圈数。什么是单连通区域?什么是多联通区域?答:()如果区域内任一封闭曲线可以不出边界地连续的收缩到一点则此连通区域成为单连通区域。()能做多个分隔面而不破坏区域连通性的称之为多连通区域。()分隔面:是这样的曲面它整个位于区域内部而且它和区域边界的交线是一条封闭曲线。动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν的区别和联系是什么?答:联系:都可以用来表示液体粘滞性的大小ν由μ推导而来:区别:μ是动力量()ν是运动量()后者不包括力的量纲而仅仅具有运动量纲。描述液体运动的两种方法?区别?答:拉格朗日法欧拉法区别:拉格朗日法着眼于每个流体质点自始至终的运动过程描述它们的位置随时间变化的规律而欧拉法是着眼于空间点设法在空间中的每一个点上描述出流体运动随时间的变化状况。在什么条件下流线和迹线重合?答:流线是同一时刻不同质点所组成的线与拉格朗日观点联系迹线是流体质点在空间运动时所描绘出来的曲线与欧拉观点联系。在定常运动时二者必然是重合的。定常运动:流场内函数不依赖时间t的运动称为定常运动。“均匀流一定是恒定流急变流一定是非恒定流”这种说法是否正确?为什么?答:不正确。均匀流是相对于空间分布而言恒定是相对于时间而言是判断流体运动的两个不同标准。如:当流量不变通过一变直径管道时虽然是恒定流但它不是均匀流。对于简单剪切流动因其流线平行流体质点作直线运动所以该运动是无涡流。这种判断是否正确?为什么?答:不正确。无涡流指液体流动时各质点不存在绕自身轴的旋转运动。对于剪切流动尽管流体流线平行但(a为常数)处处有旋。流体力学中的系统是什么意思?有哪些特点?答:系统也称体系是指某一确定流体的点集合的总体。系统随流体运动而运动其边界把系统和外界分开系统边界的形状和所包围的空间大小随运动而变化。在系统的边界上没有流体流入或留出即系统与外界没有质量交换始终由同一些流体质点组成但可以通过边界与边界发生力的作用和能量交换。简述流体膨胀性的意义及其影响因素。答:膨胀性:流体温度升高时流体体积也增加的特性。又定义为在压强不变的条件下温度升高一个单位时流体体积的相对增加量。影响因素:温度液体本身的性质。微分形式和积分形式的基本方程各有什么特点?答:微分形式是了解流动过程各参数的变化规律。积分形式是流动过程在某处参数发生不连续变化时采用的形式。什么是涡旋不生不灭定理?答:即拉格朗日定理:若流体理想、正压且外力有势。如果初始时刻在某部分流体内无旋则以前或以后任一时刻中这部分流体皆无旋。反之若初始时刻该部分流体有旋则以前或以后的任何时刻中这一部分流体皆有旋。试分析图中三种情况下水体A受哪些表面力和质量力?()静止水池()顺直渠道水流()平面弯道水流。答:()压应力重力。 ()压应力切应力重力。 ()压应力切应力重力惯性力。()写出以下两个方程的名称:方程一:方程二:()从单位重量流体能量观点简要说明两方程中各项的物理意义以及两方程的物理意义。()这两个方程在应用条件上有何相同和差异之处?三计算已知恒定流场中的流速分布如下求此流场中的流线和迹线。(a≠)()写出该式在直角坐标系及下标记号的表达式。已知定常流场中的流速分布为求其线变形率角变形率和旋转角速度。试判断其是否为有势流。已知不可压平面无旋流动的流函数求其速度势函数。潜艇水平运动时前舱皮托管水银U形管上读数为h=cm海水比重为皮托管流速系数为c=。试求潜艇航速。已知二元流场的速度势为。()试求uxuy并检验是否满足连续条件和无旋条件。()求流函数并求通过(,)(,)两点的两条流线之间的流量。有一旋转粘度计同心轴和筒中间注入牛顿流体筒与轴的间隙很小筒以等角速度转动且保持流体温度不变。假定间隙中的流体作圆周方向流动且为线性速度分布又L很长所以底部摩擦影响不计。如测得轴上的扭矩为M求流体的粘性系数。写出该式在直角坐标系下及矢量形式的表达式。图示为重力作用下的两无限宽斜面上具有等深自由面的二维恒定不可压缩流体的层流运动。深度H为常量斜面倾角为α流体密度为ρ动力粘度为μ液面压强pa为常量且不计液面与空气之间的粘性切应力。试分析此流体运动现象的求解思路和步骤(不需要求解出方程)。图示为重力作用下的两无限宽水平平板间的二维恒定不可压缩流体的层流运动。平板间距为a流体密度为ρ动力粘度为μ上板沿x方向移动的速度U为常量。试求平板间流体的速度分布。课本P:一、、、二(、、)、三、P:、、、P:(、)()P:、、、

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