内科大冶金传输原理课件05层流流动

层流流动流体运动的两种状态雷诺试验层流:规则的层状流动，流体层与层之间互不相混，质点轨迹为平滑的随时间变化较慢的曲线。湍流:无规则的运动方式，质点轨迹杂乱无章而且迅速变化，流体微团在向流向运动的同时，还作横向、垂向及局部逆向运动，与周围流体混掺，随机、非定常、三维有旋流。.层流湍流连续性方程欧拉方程N－S方程偏微分方程组+适当的定解条件－－等温条件下的实际流体流动只适用于层流密度、粘性为常量等温偏微分方程组的求解问题N-S方程控制方程封闭密度、粘性为常量，等温条件下层流流动初值条件边值条件定解条件初值条件：非稳态情况下，初始时刻场量的分布5.1层流流动的定解问题固体壁面的无渗透无滑移边值条件定解条件边值条件这里，假设固体在法线方向上保持静止流体流动被固体限制在一定的区域内，贴近固体壁面的一层流体由于固体壁面的作用使流体在固体壁面相切的方向上必与固体表面保持相对静止固体壁面的切线速度－－无滑移边值条件流体在与固体壁面相垂直的方向上，流体不能穿透而进入固体内－－无渗透边值条件5.1层流流动的定解问题对称边值条件定解条件边值条件当流体在流动区域内关于某一个面对称时，常常取这样的面为计算的对称边界而简化计算，对称面上边界条件常取为物理量在对称面上的变化率为零，如管道流动中当把坐标选在管子的中心线上时，就有：出入口边值条件出口边值条件常取已知物理量的值或单向无影响的条件。后者指的是所讨论的体系内流出的流体再也不对该区域的流动产生影响。入口处边值条件常常取为给定物理量的值5.1层流流动的定解问题对求解对象做对称性分析，简化定解问题，具体求解两平行平板间的等温层流流动－定解问题平板无限大稳定后速度场分布二维问题稳定态定解条件无渗透、无滑移边值条件y5.2层流流动下几种特殊情况的解析解两平行平板间的等温层流流动－问题简化平板无限大，不同x处的任意截面上速度分布相同：y5.2层流流动下几种特殊情况的解析解两平行平板间的等温层流流动－方程求解y5.2层流流动下几种特殊情况的解析解两平行平板间的等温层流流动－讨论y无压力作用

y5.2层流流动下几种特殊情况的解析解圆管内的层流流动－定解问题一种不可压缩流体在圆管内做充分发展的稳态层流流动，求解管道内的流体速度分布及沿程阻力。圆管中心对称稳态层流柱坐标二维问题稳定态5.2层流流动下几种特殊情况的解析解圆管内的层流流动－定解问题一种不可压缩流体在圆管内做充分发展的稳态层流流动，求解管道内的流体速度分布及沿程阻力。圆管中心对称稳态层流柱坐标二维问题稳定态定解条件5.2层流流动下几种特殊情况的解析解圆管内的层流流动－问题简化无限长管道5.2层流流动下几种特殊情况的解析解圆管内的层流流动－方程求解积分积分5.2层流流动下几种特殊情况的解析解圆管内的层流流动－讨论最大流速不考虑重力作用平均流速5.2层流流动下几种特殊情况的解析解圆管内的层流流动－讨论沿程阻力摩擦阻力损失应由压降来补偿摩擦阻力系数5.2层流流动下几种特殊情况的解析解同轴垂直圆筒间流体的旋转流动－定解问题一种底部封闭的同轴垂直圆筒，其间充满不可压缩流体，内筒保持静止，外筒旋转，促使流体在切线方向上做层流流动，当圆筒足够长时，求解稳定后流体中的速度分布。同轴垂直圆筒中心对称稳定后速度分布柱坐标二维问题稳定态5.2层流流动下几种特殊情况的解析解同轴垂直圆筒间流体的旋转流动－定解问题一种底部封闭的同轴垂直圆筒，其间充满不可压缩流体，内筒保持静止，外筒旋转，促使流体在切线方向上做层流流动，当圆筒足够长时，求解稳定后流体中的速度分布。柱坐标二维问题稳定态同轴垂直圆筒中心对称稳定后速度分布定解条件5.2层流流动下几种特殊情况的解析解同轴垂直圆筒间流体的旋转流动－问题简化中心对称性欧拉方程5.2层流流动下几种特殊情况的解析解同轴垂直圆筒间流体的旋转流动－方程求解与讨论库特流5.2层流流动下几种特殊情况的解析解流体绕球体的爬流流动爬流：低速或非常低的雷诺数下流体绕球体的流动，如粒子在流体中沉降。两平行平板间的等温