第五章 流體動(dòng)力學(xué)(控制體雷諾輸運(yùn)定理)-流體力學(xué)ppt課件VIP

5.1控制體和系統(tǒng)5.2雷諾輸運(yùn)方程,前面解決了流體運(yùn)動(dòng)的表示方法,但要在流體上應(yīng)用物理定律還有困難.歐拉方法描述的對象是空間的點(diǎn),而牛頓定律的研究對象必須是質(zhì)量不變的確定物體.這需要一些轉(zhuǎn)化方法,本節(jié)來解決這個(gè)問題.,5.1.1體系,什么是體系?在力學(xué)和熱學(xué)中，基本物理定律適用的對象是一個(gè)選定的物質(zhì)系統(tǒng),具有以下特征:該系統(tǒng)始終由一定量的物質(zhì)組成；系統(tǒng)的邊界把自己同周圍的外界物質(zhì)分開；系統(tǒng)邊界既可以固定不動(dòng)，也可以運(yùn)動(dòng)，而且系統(tǒng)的形狀和系統(tǒng)所占據(jù)的空間都可以隨時(shí)間發(fā)生變化；可以透過系統(tǒng)邊界和外界有功和熱量的交換,但絕無質(zhì)量的交換。,5.1.1體系,按物質(zhì)系統(tǒng)的這些要求，當(dāng)把上述基本物理定律應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)流體時(shí)，勢必要追蹤一個(gè)選定的流體系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)歷程不可.這樣的物質(zhì)系統(tǒng)稱為體系,又稱“閉口系統(tǒng)”,5.1.1體系,5.1.1體系,5.1.1體系,5.1.1體系,5.1.2控制體,什么是控制體?是由選定的、幾何上封閉的界面（稱為控制面）所圍的空間體，相對于坐標(biāo)系固定不變?？刂泼婵梢允俏矬w的壁面或者是假想的界面，與外界不僅可以透過控制面的功和能量的交換，而且允許有質(zhì)量的交換（又稱開口系統(tǒng)）?？刂企w的形狀，大小可視問題的需要而變化，可以是有限體積大小的控制體，也可以是微元控制體。,5.1.2控制體,控制體與體系的區(qū)別,如何將適用于體系的牛頓定律等應(yīng)用于控制體?,5.2雷諾輸運(yùn)定理,5.2雷諾輸運(yùn)定理,CV,CS,I,II,III,5.2雷諾輸運(yùn)定理,dNsNs(t+dt)-Ns(t)=NIII(t+dt)+NII(t+dt)-NI(t)+NII(t),=NII(t+dt)-NII(t)+NIII(t+dt)-NI(t),I,II,III,5.2雷諾輸運(yùn)定理,當(dāng)dt0時(shí)，II區(qū)與原控制體體積相同，I區(qū)為CS1面流進(jìn)的物理量，III區(qū)為CS3面流出的物理量.,I,II,III,5.2雷諾輸運(yùn)定理,I,II,III,5.2雷諾輸運(yùn)定理,I,II,III,4.3.3雷諾輸運(yùn)定理,I,II,III,5.2雷諾輸運(yùn)定理,I,II,III,5.2雷諾輸運(yùn)定理,I,II,III,5.2雷諾輸運(yùn)定理,I,II,II