流體力學（清華大學張兆順54講） PPT課件 100-4-5流體靜力學

流體力學清華大學航天航空學院第三章流體動力學的基本原理2023/4/621.流體動力學積分型基本方程2.積分型守恒方程的應用3.流體動力學微分型基本方程4.流體靜力學靜止流場：流體動力學的一個特例靜止流場的特點：要解決的問題： 靜止流場中的壓強分布及其作用在物體上的合力、合力矩2023/4/63§3.4流體靜力學2023/4/64§3.4流體靜力學流體靜力學的基本方程（流體靜止的必要條件）靜止流場中的質量力條件(1)正壓流體與斜壓流體

正壓流體：流體質點的密度只是當?shù)貕簭姷暮瘮?shù)

斜壓流體：不滿足以上關系的流體(2)壓力函數(shù)：對正壓流體可定義

或（不可壓流體、完全氣體絕熱流動的壓力函數(shù)）正壓流體靜止的必要條件2023/4/65§3.4流體靜力學流體靜止證明：對于正壓流體斜壓流體靜止的必要條件2023/4/66§3.4流體靜力學流體靜止與垂直證明：是一個向量方程（三個標量方程）是一個標量方程3.靜止流場的主要性質勢力場作用下的靜止流場中，等壓面、等密度面和等勢面重合推論：勢力場中兩互不摻混的均質液體的靜止交界面為等勢面2023/4/67§3.4流體靜力學等壓面與等勢面重合等壓面與等密度面重合2023/4/68§3.4流體靜力學重力場中靜止流體的壓強分布重力場中的靜止液體（不可壓）0xyzh

為常數(shù)的面為等壓面；若時，則當時，2023/4/69§3.4流體靜力學重力場中的靜止大氣及國際標準大氣國際標準大氣模型海平面：

對流層：同溫層：大氣為完全氣體：0km11km對流層同溫層2023/4/610§3.4流體靜力學壓力及密度分布對流層同溫層2023/4/611§3.4流體靜力學非慣性坐標系中的靜止液體

在非慣性坐標系中相對靜止的流體的基本方程為：例：重力場下勻加速運動容器中的液體，求液體中壓力分布和時自由面的形狀。xyz6.重力場中的靜止流體作用在固體表面上的合力、合力矩2023/4/612§3.4流體靜力學（1）靜止液體作用于物體表面上的合力流體n（2）靜止液體作用于物體表面上的合力矩or例：如圖示寬度為b，半徑為a的圓柱形閘門，求：流體作用在閘門上的合力水空氣第三章流體動力學研究流體與在其中運動著的物體之間的相互作用以及由此物體運動而引起的流體運動的規(guī)律。2023/4/6131.流體動力學的積分型基本方程A.質量體和控制體B.隨體導數(shù)和局部導數(shù)C.輸運公式D.質量體上守恒方程-Lagrange型E.控制體上守恒方程-Euler型F.定常流中常用公式1.定常流中沿流管界面的質量流量相等2.Bernoulli方程第三章流體動力學2023/4/6142.積分型守恒方程應用3.流體動力學的微分型基本方程A.Venturi流量計B.不可壓流體對彎管的作用力C.葉輪機械的歐拉公式A.連續(xù)、動量和能量守恒方程B.方程組封閉性、定解條件（初邊值）1.本構方程2.熱力學狀態(tài)方程第三章流體