流體運(yùn)動(dòng)學(xué)上計(jì)算流體力學(xué)PPT課件

1、觀察粘性流體的流動(dòng)狀態(tài)。觀察粘性流體的流動(dòng)狀態(tài)。水箱，染色水，玻璃管，閥門；很干凈，擾動(dòng)小。水箱，染色水，玻璃管，閥門；很干凈，擾動(dòng)小。 laminarturbulent第1頁(yè)/共18頁(yè)vUdUdRe（non-dimensional number）粘性力慣性力ReRe臨界臨界 Reynolds number 流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)捩對(duì)應(yīng)的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)捩對(duì)應(yīng)的Re number。2300Re圓管Udcr2300Re 2300Re crRecrRecrRe 不是一個(gè)確定的常數(shù)，它與水流擾動(dòng)等實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。擾動(dòng)不是一個(gè)確定的常數(shù)，它與水流擾動(dòng)等實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。擾動(dòng)大大 低；擾動(dòng)小低；擾動(dòng)小 高。它的下限約高

2、。它的下限約2300，上限會(huì)高達(dá)，上限會(huì)高達(dá)40000。5105 . 2Re平板xUcr第2頁(yè)/共18頁(yè)機(jī)翼機(jī)翼弦線與來(lái)流之夾角。弦線與來(lái)流之夾角。下上翼面的壓下上翼面的壓差形成的垂直于來(lái)流方向差形成的垂直于來(lái)流方向的合力。升力隨攻角的增的合力。升力隨攻角的增大而增大。大而增大。 沿流動(dòng)方向的沿流動(dòng)方向的作用力。作用力。第3頁(yè)/共18頁(yè) 第4頁(yè)/共18頁(yè)(c) Re25(a) Re1(b) Re15(d) Re40(f) Re400圖9.6.1 真實(shí)流體的圓柱繞流(e) Re60ReDC第5頁(yè)/共18頁(yè)3.2 3.2 描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法法),(tcbapp ),(tcb

3、arr tcbatcba,vrvtcbatcba,ava第6頁(yè)/共18頁(yè) ),(321qqq),(321tqqqvv ),(321tqqqpp ),(321tqqq),(,tcbatcbavB),(),(tcbattcbaav第7頁(yè)/共18頁(yè)ttzyxtttwztvytuxDtDt),(),(lim0BBBtt)(rM)(),(),(2tOtwztvytuxttttttBBBBrBvrBzwyvxutDtDBBBBBBvBB)(tDtDTaylorTaylor),(trB),(ttt vrB)(rMkjirvwvut),()(tMvr質(zhì)點(diǎn)第8頁(yè)/共18頁(yè)BvBB)(tDtD對(duì)流導(dǎo)數(shù)對(duì)流導(dǎo)數(shù)Co

4、nvective derivative局部導(dǎo)數(shù)局部導(dǎo)數(shù)Local derivative質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)Material derivativeu1u2vtDtD密度的質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)密度的質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù) vvvva)(tDtD對(duì)流加速度對(duì)流加速度局部加速度局部加速度質(zhì)點(diǎn)加速度質(zhì)點(diǎn)加速度：)(vtDtD0t0)(v 定常流動(dòng)；定常流動(dòng)；（Material derivative operator）均勻流動(dòng)均勻流動(dòng)第9頁(yè)/共18頁(yè)zwwywvxwutwazvwyvvxvutvazuwyuvxuutuazyxzvvvrvrvvtvarvvzvvvrvrvvtvarvzvvvrvrvvtvazzzzrzzrzrrzrr

5、rrr2ctgRvvRvvDtDvactgRvRvvDtDvaRvRvDtDvaRRRR222sinRvRvRvtDtDR ),(zr1, 1321hrhh),(Rsin, 1321RhRhh),(zyxvvva)(t展開(kāi)式展開(kāi)式第10頁(yè)/共18頁(yè) tqqq;,321BB 0t321,qqqBB 0t（uni- and non-uniform flow)均勻流動(dòng)均勻流動(dòng) 非均勻流動(dòng)非均勻流動(dòng) 0)(BBBBt0)(;,BBBBtzyx第11頁(yè)/共18頁(yè)tRtzr,BBBtzyx,BB 0,zytxBB0,ztrtyxBBByx第12頁(yè)/共18頁(yè)kjirtcbaztcbaytcbax,tzyx,vdtrddtdvr dttzyxwdztzyxvdytzyxudx,0tt cba,第13頁(yè)/共18頁(yè)kjirdzdydxdtzyx,v0vrd),(),(),(tzyxwdztzyxvdytzyxudx第14頁(yè)/共18頁(yè)LagrangeLagrangeEulerEuler第15頁(yè)