工程流体力学专业复习.doc

概念第1章 绪论流体：易于流动的物体。力学性，可承受很大压力，几乎不能承受拉力。在极小的切应力作用下将无休止变形，即流动。流体分液体和气体。区别在：1流动性大小；2可压缩性连续介质模型：在流体力学研究中，将实际的由分子组成的结构用一种假想的流体模型-流体微元来代替。流体微元由足够数量的分子组成，连续充满它所占据的空间，彼此间无任何间隙。作用在流体上的力：1 质量力：处于某立场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，称为-。2 表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。主要物理性质：一 1流体密度：单位体积流体所具有的质量。 2流体的比体积：单位质量流体所占据的空间体积。 3 流体的相对密度：某均质流体的质量与4度同体积纯水的质量的比称为该流体的相对密度。二 流体的压缩性和膨胀性1 体胀系数：当压强不变而流体温度变化1K时，其体积的相对变化率。2 压缩率定义为：当流体保持温度不变，所受压强改变时，体积的相对变化率。 体积模量：压缩率的倒数。3 可压缩流体和不可压缩流体 压强增大，体积变化很小。反之kj三 流体的粘性粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻抗流体层间相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 只有在流体流动时才会表现出粘性，静止流体不呈现粘性。粘性的作用表现在阻碍流体内部的相对滑动，从而阻碍流体的流动。这种阻碍作用只能延缓相对滑动的过程，而不能消除这种现象。粘性通常用粘度表示：动力粘度，运动粘度，相对粘度。表面张力和毛细现象：表面张力：液体自由表面有明显的欲成球形的收缩趋势，引起这种收缩趋势的力成为表面张力。是由分子的内聚力引起的，作用结果使液体的表面看起来好像是一张均匀受力的弹性膜。毛细现象：当把直径很小两端开口的细管插入液体时，表面张力的作用将使管内液体出现升高或下降的现象，称为毛细现象。第2章 流体静力学等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。力势函数：存在一函数，该函数在相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标的投影，该函数为力势函数。压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。第3章 流体动力学1 恒定流动（定常流动）：流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化。 非恒定流动（非定常流动）:流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且也随时间而变化。2 流线：是某瞬时在流场中所做的一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该点与曲线相切。 迹线：流体质点运动的轨迹。3 流量：单位时间内流过总过流断面的流体量，流体量可有体积，质量来表示。 断面平均流速：是假想的流速，即过流断面每一点的平均流速都相同，以平均流速流过过流断面的流量与实际流速流过的流量相等。第5章 漩涡理论基础涡线：在某瞬时涡量场中所做的一条空间曲线，在该瞬间，位于涡线上的所有流体质点的旋转角速度向量w均与该线相切。因此，涡线是给定瞬时曲线上所有流体质点的转动轴线。恒定流动中涡线保持不变。涡管：给定瞬时，在涡量场中，过任意封闭围线（非涡线）上各点，做涡线所形成的管状表面，为涡管。第6章 理想流体平面势流速度势函数流函数第7章 粘性流体动力学缓变流动：若某过流断面上的流线几乎是相互平行的直线，则此过流断面称为缓流断面，过流断面上的流动称为缓变流动。动能修正因数：用真实流速计算的动能与平均流速计算的动能间的比值。动量修正系数：用真实流速计算的动量与平均流速计算的动量间的比值。第9章 流体运动的阻力计算层流：管中的流体质点无横向运动，只是沿着管轴线在各自的流层中作各层间无相互混杂的直线流动。紊流：流体在向前运动的同时，出现无规则的横向脉动运动。水力光滑管：管壁的粗糙突出部分完全淹没在粘性底层中。此时，粘性底层以外的紊流区域完全不受管壁粗糙度的影响，流体好像在理想的完全光滑管中流动，这种情况的管内紊流流动称为水力光滑管。水力粗糙管：管壁的粗糙突起有一部分或大部分暴露在紊流区内。此时，紊流区中的流体流过管壁粗糙突出部分时将会引起漩涡，造成附加的能量损失，即管壁粗糙度对紊流流动产生影响，这种情况的管内紊流称为水力粗糙管。第10章 管路水力计算1 按能量损失类型分类长管：凡局部损失和出流的速度水头之和与其延程损失相比较小（小于5%），这样的管路系统成为水力长管。这类管路计算中，通常只计算延程损失，忽略局部损失和出流的速度水头。短管：指延程损失、局部损失、等项大小相近，均须计及的管路系统，又称水力短管。2 按组成结构类型分类串联管路：系统不同直径管段彼此首尾相接所组成的管路系统。并联管路：有共同起始及汇合点（节点）的管段所组成的系统。简答一 等压面特性等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。特性1 等压面就是等势面。2 在平衡的流体中，通过每一质点的等压面必与该点所受的质量力相垂直。3 两种互不相混的流体，当它们处于平衡状态时，其分界面必为等压面。二 粘性流体总流伯努利方程使用条件1 流动恒定：即2 流体上作用的质量力只有重力，即U=-gz3 流体不可压缩，p=const4 沿总流流束流量连续，qv=const，若沿流束存在流束分支或合流时，应分段以全部流体总能量守恒列出伯努利方程。5 列伯努利方程的过流断面上的流动必须是缓变流动，而两个断面之间有否急变流动都可以。三 缓变流动特征1 流线之间的夹角很小，流线间几乎是平行的。2 流线具有很大的曲率半径，因此作缓变流动时流体的向心加速度w2/r很小，即流体只有不大的离心惯性力，可以认为，质量力只有重力作用。四 速度势函数和流函数的特性速度势函数 1 速度势函数在任意l方向的偏导数等于速度在该方向的投影，即 2 不可压缩流体的有势流动，速度势函数满足拉普拉斯方程。 3 沿任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上的速度势之差，而与曲线形状无关。流函数 1 不可压缩流体平面有势流动，流函数满足拉普拉斯方程。 2 平面流动中两条流线间通过的流体流量，等于两条流线的流函数之差。 3 在不可压缩流体的平面有势流场中，流线簇和等势线簇相互正交。五 串并联管路计算特征。串联管路：1对于无外泄漏的串联管路，各管段流量相等，即 2 各段沿程损失之和应为总作用水头并联管路：1 在并联的各段管中，阻力损失相同（因为在共同的分流和汇合点处，即在每一条管路的两端有共同的压强值，因此每条管路都有相同的压降） 2 总流量为各分路中支管流量之和。六 边界层特点1 与绕流物体的长度比较，边界层的厚度很小。厚度从前