【2017年整理】流体力学重点归纳.ppt

流体: 通俗上，能够流动的物质叫流体；力学上，在任何微小的剪切力作用下都能发生连续变形的物质称为流体。 黏性: 在流动时产生内摩擦力的性质称为流体的黏性；当流体处于运动状态时，流体具有抵抗剪切变形能力的性质。黏性是流体的固有属性，但只有在运动状态下才能显示出来。液体黏性主要取决于分子间的引力，气体的黏性则主要取决于分子的热运动。 壁面不滑移条件: 由于流体的易变形性，流体与固壁可实现分子量级的黏附作用。通过分子内聚力使黏附在固壁上的流体质点与固壁一起运动（相对静止）。 连续介质模型: 在流体力学的研究中将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质。 毛细现象: 由于内聚力和附着力的差别使得微小液面上升或下降的现象即为毛细现象。 静压强: 当流体处于平衡状态或相对平衡状态时，作用在流体上的应力只有法向应力而没有切向应力，此时，流体作用面上负的法向应力即为静压强。 绝对压强: 以绝对真空为压强零点计量的压强值，用P表示。 相对压强: 以当地大气压为零点计量的压强值，用P0表示。 真空压强: 当被测流体的绝对压强低于大气压强时，测得的相对压强为负值，此时，流体处于真空状态，则相对压强的绝对值即为真空压强，用PV表示。 浮力定律: 物体在液体中受到的静水总压力的方向竖直向上，其大小等于物体排开同体积液体的重力。 当地加速度: 由流场的不稳定性所产生的，某一空间点上由于速度随时间的变化引起的加速度。 迁移加速度: 由流场的非均匀性所产生的，由于流体质点所在空间位置的变化而引起的加速度。 迹线: 流体质点在流场中运动时，由一点到另一点所描绘出的轨迹线。 流线: 表示某瞬时流动方向的曲线，曲线上各质点的流速方向均与该曲线相切。 流管: 在流场中任意取一不是流线的封闭周线C，则过该周线上每一点的流线所围成的封闭管状曲面称为流管。 有效截面(过流截面): 与元流或总流内各条流线相垂直的横截面称为过流截面，又称有效截面。 体积流量: 单位时间内通过某一过流截面的流体体积。 质量流量: 单位时间内通过某一过流截面的流体质量来表示流量。 水头损失叠加原理: 整个流段的水头损失为所有的沿程损失和所有局部损失之和， 。 临界流速: 当玻璃管中的流速达到某一数值时，流动状态就要发生变化，此时玻璃管中的平均流速称为临界流速。 沿程有水轮机或水泵的能量方程：右上空格处 湍流的结构：近壁层流层(黏性底层);过渡层;湍流流核层(湍流核区、紊流核区)。后两者一般又统称为湍流区。 水力光滑管与水力粗糙管: 近壁层流层的厚度用δ表示，绝对粗糙度用△表示:当 时，为水力光滑管流动，简称光滑管;当 时，为水力粗糙管流动，简称粗糙管。 从力学的角度出发，解释固体和流体的区别。 固体能够同时承受剪切应力和法向应力，流体只有在运动状态才能同时承受剪切应力和法向应力，静止状态时只能承受法向应力（静压强）。当剪切应力停止作用后，固体的变形能全部恢复或部分恢复，流体则不作任何恢复。固体表面之间的摩擦是滑动摩擦，摩擦力与固体表面状况有关；流体与固体表面可实现分子量级的接触，达到表面不滑移，流体与固体不产生摩擦。 在流体力学的研究中，为什么要建立连续介质模型？ 1.流体力学是研究流体在外力作用下的宏观运动规律，关心的是众多流体分子的宏观机械运动，且描述流体平衡和运动状态的物理量都是众多分子平均运动的效果。2.在工程实际中流体流动所涉及到的物体的特征尺度大得与分子间距无法比拟。3.从分子角度入手研究流体的宏观机械运动十分困难。因此，建立连续介质模型可以方便于流体力学的研究。 什么是流体质点？请说明流体质点的宏观特性与微观特性。 在连续性假设的条件下，认为构成流体的基本单位是流体质点。流体质点是包含有足够多流体分子的微团，在宏观上流体微团的尺度和流动所涉及的物体的特征长度相比充分的小，小到在数学上可以作为一个点来处理；而在微观上，微团的尺度和分子的平均自由行程相比又要足够大。流体质点的微观尺寸足够大；流体质点的宏观尺寸非常小；流体质点在几何上近似为一个没有大小和形状的点，而在空间上有占有一定的体积；流体质点是一个物理实体。 用图示法表示绝对压强、相对压强和真空压强的相互关系，并且写出关系式。 如图： 关系式： 说明拉氏法和欧拉法的区别。 拉格朗日法，以单个流体质点作为研究对象，观察质点在流场中由一点移动到另一点时，其运动参数的变化规律，并综合众多流体质点的运动以获得一定空间内所有流体质点的运动规律；欧拉法，以流场中的空间点作为研究对象，观察众多流体质点通过某一空间点时，流动参数随时间的变化规律，而不去追究个别质点的详细运动过程。拉格朗日法是一种质点系方法，是质点模型在流体力学中的