04KineticsofFluidFlow

1、2021-11-221流体力学流体力学 fluid mechanics2021-11-222描述流体运动的两种方法a. 拉格朗日（lagrange）方法流体力学流体力学 fluid mechanics拉格朗日方法, 着眼于流体质点设法描述每个流体质点的自始至终的运动过程，即它们的位置随时间变化的规律),(tcbarr b. 欧拉(euler)方法欧拉方法的着眼点不是流体质点，而是空间点设法在空间中的每一点上描述出流体运动随时间的变化状况),(),(tzyxtvvrvv2021-11-223兰州大学土木工程与力学学院兰州大学土木工程与力学学院速度场是最基本的场流体力学流体力学 fluid mec

2、hanics分量形式：),(),(tzyxtvvrvv),(),(),(tzyxwwtzyxvvtzyxuu可用速度廓线（剖面）描述空间线或面上的速度分布二维速度剖面),(),(),(tzyxwwtzyxvvtzyxuu三维速度廓线),(yxuu 2021-11-224定常与不定常流动流体力学流体力学 fluid mechanics lanzhou university0),()(tzyxvvvrvv均匀流与非均匀流0),()(tzyxtvvv2021-11-225流体力学流体力学 fluid mechanics流体运动的几何描述 迹线 流线定义定义拉格朗日法拉格朗日法欧拉法欧拉法dttzyx

3、wztzyxvytzyxux),(d),(d),(d（t为自变量，为自变量， x, y, z 为为t 的函数的函数 ）),(d),(d),(dtzyxwztzyxvytzyxux(x,y,z为为t的函数，的函数，t为参数）为参数）质点的运动轨迹质点的运动轨迹切线与速度方向一致的假想曲线切线与速度方向一致的假想曲线),(tzyxvv ),(tcbarr 2021-11-226流体力学流体力学 fluid mechanics脉线与流体线流体线又称又称 染色线、烟线或条纹线染色线、烟线或条纹线脉线定义定义 相继通过某空间点的质点相继通过某空间点的质点连线连线 时间线时间线某时刻标记的一串相连的某时刻

4、标记的一串相连的质点连线质点连线2021-11-227流体力学流体力学 fluid mechanics2021-11-228流体力学流体力学 fluid mechanics流管，流束与总流流管：流管： 流线围成的管子流线围成的管子流束：流束： 流管内的流体流管内的流体缓变流流束：流线平行或接近平行缓变流流束：流线平行或接近平行微元流束：有限截面无限小的流束微元流束：有限截面无限小的流束总流：微元流束的总和总流：微元流束的总和在有效截面上取平均值，按一维流动处理在有效截面上取平均值，按一维流动处理2021-11-229流体力学流体力学 fluid mechanicsdaqa)(nv流量与平均速度

5、daqam)(nvqdaqam)(nv质量流量质量流量体积流量体积流量均质不可压缩流体均质不可压缩流体断面平均流速断面平均流速daaadaaqvaa)(1)(nvnvdavdadqcos)(nv2021-11-2210流体力学流体力学 fluid mechanics2rqaqv1121muv 2218167. 06049mmuuv讨论：讨论： 由上可见，速度为抛物线分布的截面上的平均速度为最大速度的一由上可见，速度为抛物线分布的截面上的平均速度为最大速度的一半，而半，而1/7指数分布的截面上的平均速度为最大速度的指数分布的截面上的平均速度为最大速度的0.8167倍，这倍，这是由于后者的速度廓线中部更平坦，速度分布更均匀的缘故。是由于后者的速度廓线中部更平坦，速度分布更均匀的缘故。截面平均流速截面平均流速2021-11-2211流体力学流体力学 fluid mechanics流动分类定常流与不定常流定常流与不定常流一维一维依据运动为标准依据运动为标准依据时间为标准依据时间为标准?0t依据空间为标准依据空间为标准?0均匀流与非均匀流均匀流与非均