流体力学部分讲解

复习大纲 第一章 绪论 举出流体的主要物理性质 你们随便举出两个 p3 页上 重度的表达公式是什么 p4 页上 粘性 粘性的定义 牛顿内摩擦定律的计算公式 1 6a 以及它的计算 看书上习题 11 页的 1 6 这个习题上 课老师已经讲过了 你们要会的 什么叫牛顿流体 看书上第 6 页有定义 理想流体模型中 考不考虑粘度 p7 页上 不考虑 粘度为 0 作用在流体上的力 从隔离体的角度分析 作用在流体上的力分为表面力表面力和和质量力质量力两大类 看书上第 9 页 表面力可以分为正应力 与作用面正交的 和切应力 与作用面平行的 顺便指出 在静止流体中 流体之间没有相对运动 du dy 0 在理想流体中 粘度为 0 这两种情况中 切向应力为 0 质量力的定义是什么 第二章 流体静力学 平衡流体的应力特征 p12 页上面有 两大特征 等压面 等压面的定义 等压面的两个性质 p16 页 流体静力学基本方程 重要的两个公式 p17 页上的 公式 2 12 和公式 2 13 工程大气压强的表示方法可以是 mmHg 或者 mH2O p17 页上 绝对压强 相对压强 真空值的定义 p17 页 绝对压强的值 永远是正的 相对压强的值 是可正可负 相对压强的表达方式是什么 真空值的定义是什么 它的表达方式是什么 流体静压强图的绘制 我们主要叫你们画相对压强分布图 p19 页上的 2 8 分布图 注意了画图的时候 李老师提醒你们 我们通常是画一个面上的压强分布图 首先 我们 关注起始点和终点的压强 压强的方向和压强的大小 我们画图的时候 箭头是代表方向 而长度是用压强大小来表示 我们将然后看两点之间那些压强变化 是不是线性变化 假 如是线性的话 然后连起来 绘制压强分布图 把书上 19 页的图 2 8 搞懂了就行了 测压管高度 测压管水头及真空度的定义 p19 页 以及它的表达方式 流体压强的测量 上课老师讲过的 根据等压面的知识 以及前面的两点之间的压强公式 2 12 这么一个公式 静止液体作用在平面上的总压力 1 解析法 主要是找出平面的形心 然后计算形心出的 压强 然后再乘以整个面积 即可得出总压力的大小 考试 不考方向 因为 方向的公 式比较复杂 根据公式 2 26 2 图算法 首先要画好压强图 我们通常画的只是一条线上的压强图 然后 你们要将它 想象一下延伸 应该是一个体积 那么整个平面的总压力大小 就是这个压强图的体积 作用在曲面上的总压力 计算这个可能有点难 大家只要知道就行 但是 大家要知道作用在曲面上的总压力 可以分解为水平分力 Px和铅垂分力 Pz 特别是压力体的概念 书上 28 页 当液体和压力体位于曲面的同侧时 Pz向下 此时的压力体称为实压力体 当液体和压力体位于曲面的异侧时 Pz向上 此时的压力体称为虚压力体 第三章 流体动力学理论基础 以后可能出判断题 或者简答题 大家要会啊 描述流体运动的方法 拉格朗日法和欧拉法 书上 38 页 拉格朗日法 拉格朗口法着眼于流体各质点的运动情况 研究各质点的运动历程 然后通 过综合所有被研究流体质点的运动情况来获得整个流体运动的规律 欧拉法 书上 39 页 下面都有 欧拉法只着眼于流体经过流场 即充满运动流体质点的空间 中各空间点时的起动情况 而不过问这些运动情况是由哪些质点表现出来的 也不管那些质点的来龙去脉 然后通过 综合流场中所有被研究空间点上各质点的运动要素 即表征流体运动状态的物理量如流速 加速度 压强等 从其变化规律 来获得整个流场的运动特性 用欧拉法描述流体运动时 流体质点的加速度由两部分组成 第一部分为当地加速度 它 表示通过固定空间点的流体质点速度随时间的变化率 第二部分成为迁移加速度 它表示 流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率 上课 我曾经说过张宇和沈利鹏的笑话 他们追求女生的心情越来越强烈 受到两部份 因素的影响 一个是随着年龄时间的变化 一个是随着地域的变化 流体的分类 书上 40 页 1 恒定流与非恒定流 我可能出判断题或者填空题 若流场中各空间点上的一切运动要素都不随时间变化 这种流动称为恒定流 即 否则 就叫做非恒定流 2 一元流 二元流与三元流 这里我要出填空题 根据流场中各运动要素与空间坐标的关系 可把流体流动分为一元流 二元流和三元 流 流线的特性 书上 41 页 这里 我要出判断题 1 一般情况下 流线不能相交 且只能是一条光滑曲线 否则 在交点或非光滑 处存在两个切线方向 这意味着在同一时刻 同一流体质点具有两个运动方向 这显然是 不可能的 2 流场中每一点都有流线通过 流线充满整个流场 这些流线构成某一时刻流场 内的流谱 3 在恒定流条件下 流线的形状 位置以及流谱不随时间变化 且流线与迹线重且流线与迹线重 合 合 4 对于不可压缩流体 流线簇的疏密程度反映了该时刻流场中各点的速度大小 流线密的地方速度大 而疏的地方速度小 过流断面的定义 书 42 页 过流断面 过流断面是与元流或总流所有流线正交的横断面 过流断面不一定是平面 其形状与流线的分布情况有关 只有当流线相互平行时 过流断面才为平面 否则为曲面 流量与断面平均流速 Q v A 均匀流与非均匀流 书上 43 页 这里可以出填空题目 我也可以出判断题 根据位于同一流线上各质点的流速矢量是否沿流程变化 可将流体流动分为均匀流 0 uP ttt 和非均匀流两种 若流场中同一流线上各质点流速矢量沿程不变 这种流动称为均匀流 否则称为非均匀流 均匀流中各流线是彼此平行的直线 各过硫断面上的流速分布沿流程 不变 过流断面为平面 渐变流与急变流 书上 43 页 在工程实际中 大多为流线彼此不平行的非均匀流 为便于研究 通常按流线沿程变化 的缓急程度 又将非均匀流分为渐变流和急变流两类 渐变流 又称缓变流 是指各流线接 近于平行直线的流动 否则称为急变流 渐变流过流断面具有下面两个性质 可能出论述题 1 渐变流过流断面近似为平面 2 恒定渐变流过流断面上流体动压强近似地按静压强分 即同一过流断面上 P z r 常数 流体运动的连续性方程 恒定不可压缩的连续性方程 书上的 46 页 1122 v Av AQ 然后例题 3 3 书上 47 页 这个题目很简单 大家要会 伯努利方程 1 理想流体恒定元流的伯努利方程 没有水头损失 书上 50 页 3 19 公式 22 1122 12 22 PUPU zz gg 大家要了解各个字母的含义 然后注意做题的几个步骤 2 实际流体恒定元流的伯努利方程 主要是用两个点之间 22 1122 12 22 w PUPU zzh gg 这里面的字母含义跟前面一样 只不过增加了水头损失这个概念 注意 理想流体的总水头线为一条水平直线 但是 对于实际流体而言 它的总水头线 总是沿程下降的 实际流体沿元流单位流程上的水头损失称为总水头线坡度 但是 测压管水头线沿程可升可降 也可不变 注意了 测压管水头的概念跟前面第二章里面讲过的内容是一样的 3 实际流体恒定元流的伯努利方程 主要是用两个断面之间 22 11 1222 12 22 w PvPv zzh gg 这个是针对于两个断面之间的伯努利方程 V1 V2 是指两个平面的平均流速 根据下面公式算得 Q v A 我们做题的时候 要会选择基准面 要过一个面的中