流體動力學

　　一.流體運動學基本概念

　　流體運動學：研究流體運動要素隨時間、空間的變化。

　　流體運動要素：速度、加速度、壓強、動量、能量等。

　　描述流體運動的方法：

　　1.拉格朗日法--固體力學研究質(zhì)點和質(zhì)點運動的方法

　　2.歐拉法

　　研究流體質(zhì)點通過空間固定點時的運動參數(shù)隨時間和空間的變化，綜合流場中所有點的運動參數(shù)的變化情況，就可以得到整個流體的運動規(guī)律。

　　一.流體運動學基本概念

　　加速度

　　歐拉法描述流體運動時，

　　加速度=當?shù)丶铀俣?遷移加速度

　　當?shù)丶铀俣龋和�一空間點上，由于時間變化引起的速度變化

　　遷移加速度：同一時刻，由于流體質(zhì)點的位置移動引起的

　　速度變化

　　6-12(2008)歐拉法描述液體運動時，表示同一時刻因位置變化而形成的：

　　(A)當?shù)丶铀俣?B)遷移加速度

　　(C)液體質(zhì)點加速度(D)加速度

　　一.流體運動學基本概念

　　當?shù)丶铀俣龋和�一空間點上，由于時間變化引起的速度變化

　　遷移加速度：同一時刻，由于流體質(zhì)點的位置移動引起的速度變化

　　當水箱水位不變時：

　　同一位置質(zhì)點速度不隨時間變化，當?shù)丶铀俣鹊扔诹?

　　同一時刻因位置不同而產(chǎn)生的遷移加速度不等于零

　　當水箱水位逐漸下降時：

　　同一位置質(zhì)點速度隨時間變化，當?shù)丶铀俣炔坏扔诹?

　　同一時刻因位置不同而產(chǎn)生的遷移加速度不等于零;

　　二.跡線、流線、元流、總流等基本概念

　　(一).跡線：

　　一個流體質(zhì)點，在一段時間，在空間運動的軌跡線。

　　(二).流線：

　　某一時刻，有許多流體質(zhì)點聯(lián)成的一條空間曲線。曲線上所有質(zhì)點，在該時刻的速度矢量，在該點與曲線相切，這條曲線為這一時刻的一條流線。

　　二.跡線、流線、元流、總流等基本概念

　　流線特點：

　　a、同一時刻的不同流線，不能相交。

　　b、流線不能折轉(zhuǎn)，而是一條光滑的曲線。

　　c、流線簇的疏密反映了速度的大小

　　流線密集的地方流速大，稀疏的地方流速小。

　　運動流體的整個空間可繪出一系列的流線，成為流線簇，流線簇構(gòu)成的流線圖稱為流譜

　　(三)流管、元流、總流、過流斷面

　　流管：在流場中任取一封閉曲線C，要求曲線C本身不是流線，它所包圍的面積為無限小，經(jīng)過曲線C的每一點作流線，這些流線所構(gòu)成的管狀表面，稱為流管。

　　元流：滿流管的液流成為元流或微小流速

　　總流：無數(shù)的元流總和成為總流c.

　　(四).流量、斷面平均速度

　　(五)流體運動的分類

　　1.恒定流與非恒定流(根據(jù)是否隨時間變化)

　　恒定流：流場中所有空間點上的任何運動要素都不隨時間而變化。

　　當?shù)丶铀俣鹊扔?;遷移加速度可能不等于0。

　　非恒定流:流場中所有空間點上的運動要素

　　隨時間而變化的流動。當?shù)丶铀俣炔坏扔?;

　　2.均勻流與非均勻流(根據(jù)是否沿流程變化)

　　均勻流：流線是平行直線流動(運動要素沿流程不變的流動)。

　　非均勻流：若流線不平行，或不是直線的流動，為非均勻流。

　　【例】根據(jù)恒定流的定義，下列說法中正確的是()。

　　(A)各斷面流速分布相同

　　(B)各空間點上所有運動要素均不隨時間而變化

　　(C)流線是相互平行的直線

　　(D)流動隨時間按一定規(guī)律變化

　　【例】非恒定均勻流是()。

　　(A)當?shù)丶铀俣葹榱�，遷移加速度不為零

　　(B)當?shù)丶铀俣炔粸榱悖�遷移加速度為零

　　(C)當?shù)丶铀俣扰c遷移加速度均不為零

　　(D)當?shù)丶铀俣扰c遷移加速度均不為零，但合加速度為零

　　均勻流：運動要素沿流程不變的流動(遷移加速度為零)

　　非恒定流:運動要素隨時間而變化的流動

　　3.有壓流、無壓流、射流

　　有壓流

　　沒有自由液面的流動，如室內(nèi)給水系統(tǒng)、水泵輸水管中的流動

　　無壓流(也稱為重力流)

　　具有自由液面的流體運動。如：江水、河流、引水渠等的流動。

　　射流

　　流體經(jīng)孔口或管嘴噴射到某一空間的流動。如消防水槍噴水。

　　三.　恒定流連續(xù)性方程

　　根據(jù)質(zhì)量守恒定理，單位時間內(nèi)流入過流斷面A1的流體質(zhì)量等于流出過流斷面A2的流體質(zhì)量。