流体力学复习要点

/流体力学复习要点第一章绪论1.1流体的主要物理力学性质流体的主要物理力学性质包括哪几部分？水的密度为1000kg/m3牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律表明内摩擦力的大小与流体的角变形速率成正比流体的黏度，运动黏性系数与动力黏性系数的关系；液体的μ随温度的升高而减小，气体的μ随温度的升高而增大1。2作用在流体上的力按作用方式的不同分为：表面力和质量力单位质量力是作用在单位质量流体上的质量力1．3流体的力学模型常用的物理力学模型：连续介质模型、理想流体、不可压缩流体.连续介质模型是指的流体是一种毫无空隙的充满其所占空间的连续体的假定。流体质点指的是大小同一切流体空间相比微不足道，又含有大量分子具有一定质量的流体微元。理想流体是指假定流体没有黏性不可压缩流体是指假定流体的密度是一个常数流体静力学2.1静止流体中压强的特征静压强的定义静止流体中压强的特征：（1)静止流体只能承受压应力，压强的方向垂直指向作用面（受力面的内法线方向)（２）流体内同一点的静压强的大小在各个方向均相等2。2流体平衡微分方程等压面：压强相等的空间点构成的面对于仅受重力作用的联通的同一均质流体，等压面为水平面。2.3重力作用下流体静压强的分布规律当质量力仅为重力时,静止流体内部任一点的是常数h压强的度量：相对压强、绝对压强、真空度。静压强分布图的绘制2.4压强的测量一般采用仪器测得都是相对压强２。5流体的相对平衡等加速直线运动的流体的等压面：倾斜面等角速旋转运动的流体的等压面:旋转抛物面2。6液体作用在平面上的总压力解析法（注意一下:ｙD代表的是什么）图解法F＝bS2。6作用在曲面上的液体压力１、压力体的组成有3个面，分别是：2、压力体的绘制流体运动理论与动力学基础3。1流体运动的描述方法欧拉法中加速度由两部分组成：位变加速度、时变加速度（或者说迁移加速度和当地加速度）3。2流场的基本概念(分类)按照运动要素是否随时间发生变化,分为:恒定流和非恒定流按照运动要素与坐标变量之间的关系分为:一元流、二元流和三元流。比如：ｕx=f（x,z）是属于二元流流线与迹线流线：某一确定时刻，流体各质点运动趋势的曲线迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹在恒定流下，通过同一质点的流线和迹线在几何上是重合的Q=vA均匀流：流速的大小和方向沿着流线不发生变化的流动均匀流的位变加速度＝０均匀流的特点：流线相互平行;同一流线，流速相等；过流断面的动压强分布符合静压强分布规律。非均匀流分为:渐变流和急变流.渐变流的过流断面的动压强分布近似于静压强分布规律。3．3连续性方程来流断面的流量总和=出流断面的流量总和3。４恒定总流的伯努利方程理想流体:黏性流体元流：实际总流：各项代表的物理意义是什么水头线实际流体的总水头线和测压管水头线是怎样的理想流体的总水头线是怎样的总流伯努利方程的扩展3。5恒定总流的动量方程第四章流动阻力和能量损失４。11、损失原因内因：流体的黏性和重力外因：固体边界的摩阻力损失分为沿程损失和局部损失４。２圆管均匀流的切应力分布：线性分布（直线分布、线弹性分布)4。３流体运动的两种流态流体运动的两种流态：层流和紊流。用雷诺数来判断圆管中有压流动下，临界雷诺数为2300。Ｒｅ＞23０0紊流，Rｅ〈2300层流4。４圆管层流运动过流断面流速分布：抛物线分布３、4．5紊流运动特征分为时均流动和脉动流动黏性底层的概念４。6紊流的沿程水头损失尼古拉兹实验：紊流的3个阻力区:光滑区：过渡区：粗糙区(阻力平方区)：不同紊流阻力区，黏性底层的变化掌握谢才公式和曼宁公式4．７局部水头损失流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍(如阀门、截面积突变）流线会发生变形，并出现许多大小小的漩涡耗散一部分的机械能。这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。４．８边界层与绕流阻力绕流阻力：流体作用在绕流物体表面力的合力在来流方向的分力。绕流阻力由摩阻力和压差阻力组成。孔口、管嘴出流和有压流5.1孔口恒定出流恒定孔口出流包括自由出流和淹没出流.变水头出流:容器放空的时间：变水头出流容器放空的时间，等于初始水头在恒定流中流出相同体积的水所需要的时间的2倍。5.2管嘴出流1、圆柱形管嘴出流的正常工作的条件：正常工作条件下,作用水头相等、孔口直径相等时候，小孔口出流的流量小于管嘴出流的流量,小孔口出流的流速小于管嘴出流的流速。这是由于收缩断面处真空的作用引起的。５。3短管１、水力计算中，虹吸管求解输水能力Q及hv2、水箱、水塔的水位标高或者加压泵的扬程H５．4长管１、简单管道：H=hｆ=ＳｌＱ22、串联管道:3、并联管道：第六章明渠流动１、明渠均匀流的特征：过流断面面积Ａ,水深h沿程不变。(２)过流断面平均流速v及断面流速分布沿程不变。(3）底坡线、总水头线、水面线三线平行。２、明渠均匀流产生的条件(1）恒定流,无支流流出或汇入。（2）长直棱柱形渠道，且糙率n不变.（3）顺坡渠道,即i〉0３、水力最优面：在底坡i、糙率n、过流断面A一定的前提下，明渠输水能力最大的那种断面。梯形断面的水力最优宽深比:矩形断面的水力最优宽深比：管道无压流，在达到满管流之前，流速达到最大值,流量达到最大值。第七章堰流1、堰流是明渠缓流因流动边界条件急剧变化(设置溢流障壁或束窄通道宽度)而发生的明渠急变流现象。２、按堰顶厚度与堰上水头H的比值范围分为:薄壁堰（）；实用堰（）；宽顶堰（)三种堰型.第八章渗流1、渗流简化模型忽略土壤颗粒的存在，认为水充满整个渗流空间，且满足:（1）对同一过水断面,模型的渗流量等于真实的渗流量。（2）作用于模型任意面积上的渗流压力，应等于真实渗流压力。（3)模型任意体积内所受的阻力等于同体积真实渗流所受的阻力。2、模型渗流流速v小于真实渗流流