南信大流體力學(xué)第一章(1-2)講課件

第1章基本概念第1-2流體速度和加速度

流體的運(yùn)動(dòng)常用速度,加速度,動(dòng)壓強(qiáng)等物理量來描述；這些表征流體運(yùn)動(dòng)的物理量稱為運(yùn)動(dòng)要素；流體動(dòng)力學(xué)的基本任務(wù)是研究這些運(yùn)動(dòng)要素隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律。第1章基本概念第1-2流體速度和加速度1描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法拉格朗日法和歐拉法（一）拉格朗日法定義:是研究流體中每一個(gè)流點(diǎn)為對象,跟蹤每一個(gè)流點(diǎn),把它們在流動(dòng)過程中的流動(dòng)狀態(tài)記錄下來從而得出整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)情況。描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法拉格朗日法和歐拉法（一）拉格朗日法2數(shù)學(xué)表達(dá)式:１．流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡

（1—6）數(shù)學(xué)表達(dá)式:１．流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡（1—6）3２．流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度

（1—6a）

２．流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度（1—6a）43．流點(diǎn)的加速度

(1-16a)

(1—16)3．流點(diǎn)的加速度(1-16a)(1—16)5(二)歐拉法

定義:以研究流體質(zhì)點(diǎn)通過各空間點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性。1.

流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度數(shù)學(xué)表達(dá)式：(二)歐拉法1.流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度數(shù)學(xué)表達(dá)式：6２.流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)加速度(就是等于其速度對時(shí)間的全導(dǎo)數(shù))２.流點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)加速度(就是等于其速度對時(shí)間的全導(dǎo)數(shù))7南信大流體力學(xué)第一章(1--2)講ppt課件8(1—20)(1—20)93.描述其他運(yùn)動(dòng)要素也可用空間坐標(biāo)位置變量和時(shí)間變量的函數(shù)來表示。如溫度，密度,壓強(qiáng)等其它運(yùn)動(dòng)要素。(1—24)3.描述其他運(yùn)動(dòng)要素也可用空間坐標(biāo)位置變量和時(shí)間變量的函數(shù)來10(三)拉格朗日法和歐拉法的區(qū)別拉朗格日法著重以質(zhì)點(diǎn)為研究對象，歐拉法著重以空間點(diǎn)來研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在流體力學(xué)中,普遍用歐拉法來分析和研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(三)拉格朗日法和歐拉法的區(qū)別拉朗格日法著重以質(zhì)點(diǎn)為研究11定常流和非定常流

１.定常流的定義:流體中各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要素都不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。

2.非定常流的定義:流體中各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要素都隨時(shí)間變化的流動(dòng)。定常流和非定常流１.定常流的定義:流體中各12第1-3流線與跡線

跡線的定義:流體流點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)走過的軌。

它們數(shù)學(xué)表達(dá)式：或

,,

(1-31)

(1-32)

第1-3流線與跡線跡線的定義:流體流點(diǎn)在13流線的定義:某一瞬時(shí)在流場中繪出的曲線,在此曲線上所有流體流點(diǎn)的速度矢量都和該曲線相切。(1-28)圖1.5流線示意圖流線的定義:某一瞬時(shí)在流場中繪出的曲線,在此曲14數(shù)學(xué)表達(dá)式：(1-29)

(1-30)

數(shù)學(xué)表達(dá)式：(1-29)(1-30)15

圖1.7跡線和流線繪法不同圖1.7跡線和流線繪法不同16圖1.8各種流線圖圖1.8各種流線圖17圖1.9直壁界或平面組合邊界的流動(dòng)圖1.9直壁界或平面組合邊界的流動(dòng)18圖1.10繞固體各種流線圖圖1.10繞固體各種流線圖19流線具有的特性:

1.流線一般不能相交;2.流線一般不能轉(zhuǎn)拆;它只能是光滑的曲線或直線;3.恒定流時(shí)流線就是跡線，并且形狀保持不彎。4.非恒定流時(shí)流線隨時(shí)間變化而變化。流線形狀隨時(shí)都在改變,且與固體邊界的形狀有關(guān),它的疏密程度與管道橫斷面的面積大小有關(guān)。流線具有的特性:1.流線一般不能相交;20補(bǔ)充內(nèi)容、一元流二元流三元流1.一元流的定義:如果流動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)要素僅是一個(gè)變量的直線或曲線坐標(biāo)的函數(shù)。2.二元流的定義:如果流體的運(yùn)動(dòng)要素僅是二個(gè)坐標(biāo)變量的函數(shù)。

3.三元流的定義:如果流體的運(yùn)動(dòng)要素僅是三個(gè)坐標(biāo)變量的函數(shù)。補(bǔ)充內(nèi)容、一元流二元流三元流1.一元流的定義:21(二)流管元流總流1.流管的定義:在運(yùn)動(dòng)流體中取一封閉曲線,通過這條封閉曲線上每一點(diǎn)可以引出一條流線,這些流線形成一個(gè)封閉的管狀曲面。

2.元流的定義:

微小流管中的運(yùn)動(dòng)流體。

3.流束的定義:任意大小流管中的運(yùn)動(dòng)流體。4.總流的定義:由無數(shù)元流集合而成的有限斷面面積的整股流體。(二)流管元流總流1.流管的定義:在運(yùn)動(dòng)流22(三)均勻流和非均勻流均勻流的特性1.均勻流和非均勻流的分類:按流速的大小和方向是否沿流線變化。2.均勻流的特性如下:(1)流線是相互平行的直線,因此過流斷面為平面,且過流斷面的面積沿程不變;(2)同一根流線上各點(diǎn)的流速相等,但不同流線上流速不一定相等,流速分布沿程不變,斷面平均流速也沿程不變,由此可見均勻流是沿程沒有加速度的流動(dòng)。(3)過流斷面上的動(dòng)壓強(qiáng)分布規(guī)律符合靜壓強(qiáng)分布規(guī)律。(三)均勻流和非均勻流均勻流的特性1.均勻23(四)系統(tǒng)和控制體1.系統(tǒng)的定義:

是指由確定的連續(xù)分布的眾多流體疏點(diǎn)所組成的流體團(tuán)。系統(tǒng)的特點(diǎn):系統(tǒng)一經(jīng)選定,組成它的流體流點(diǎn)也就固定不變;(2)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中,其體積及邊界的形狀,大小和位置都可以隨時(shí)間變化;(3)以系統(tǒng)為邊界的內(nèi)部和外部沒有質(zhì)量交換,即流體不能穿越邊界流入或流出系統(tǒng)。(四)系統(tǒng)和控制體1.系統(tǒng)的定義:是指由確定的連續(xù)分布的242.控制體定義:

是在流場中選取的一個(gè)相對于某一坐標(biāo)系來說是