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《工程流体力学》三级项目报告
流体对曲面壁作用力分布
班级：14级机电3班
指导老师：郑小军
小组成员：
目录
一、项目目的和要求
二、小组成员及分工
三、计算过程
四、软件编程求解
五、总结
六、参考文献
一、项目目的及要求
1、项目目的
学习和掌握流体作用在曲面壁上的力，通过作用力对面积的记分
来算出，可以通过软件来得出结果。
2、项目要求
(1)查阅相关文献，查找符号分析方面的软件;
(2)掌握流体作用在曲面壁上的力的计算方法;
(3)查找英制量纲与国标量纲的转换；
(4)计算和分析流体作用在曲面壁上的力，求下图中闸门宽度
1ft（英尺）宽度上的水平分力和垂直分力。
二、小组成员与分工
三、计算过程
(1)英制量纲与国标量纲的转换
1ft=0.3047999995367米
18ft=18×0.3047999995367=5.486米
(2)受力分析推导：
设曲面ab的面积为A，置于液体之中，如上图所示。液面通
大气，即液面表压强为零，在曲面ab上任取一微小面积dA（淹深为
h），其所受压力
dF=ρghdA
将dF分解为水平分力dF和垂直分力dF然后分别在整个面积
yz，
A上求积分，得
F=∫dF=∫dFcosθ
yA
=∫ρghdA=ρg∫hdA
AyAy
式中∫hdA=hA为面积A在zox坐标面上的投影面A对ox轴的面积
Aycyy
矩（x轴垂直于纸面），于是水平分力
3
F=ρghA=1×10×9.81×2.743×1.673N=45018.47N
ycy
其作用线通过A投影面的压力中心D
Y
垂直分力
F=∫dF=∫dFsinθ=∫ρghdAsinθ=ρg∫hdA
zAzAAAz
式中A为面积A在yox坐标面上的投影面积，∫dF为曲面ab上的
zAz
液柱体积V，称这个体积为压力体，于是有
F=ρgV
z
即曲面上所受到的总压力的垂直分力等于压力体的液重，其作用线通
过压力体的重心，其中体积V为曲面上半部分及其下半部分由于受力
方向不同所抵消之后的等效体积，于是垂直分力有
22
F=ρgV=1000*9.81*[0.305*(π*R/6-√3*R/4)]
z
=1000*9.81*0.832
=8161.92N
对柱体曲面，所受总压力的水平分力F和垂直分力F，因为一定共面，
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