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文档简介

1、第六章粘性流体的层流,第一节广义牛顿内摩擦法第二节Navier-Stokes方程第三节动能平衡和内能量平衡方程第四节相似性和尺寸分析第五节不可压缩粘性流体流的基本特性第六节圆管和环形空气稳定性不可压缩流第七节层流边界层第八节球形固体的层流阻力,第一广义牛顿内摩擦定律,图6.1,(3)流体是等方的,因此粘度系数为标量。对于牛顿流体,(1)应力张量是变形速度张量的连续函数,与其他运动参数无关。(4)退化为,即停止时,应力无限接近静止流体的压力函数。示例6-1不可压缩流场,流量单位:位移单位:如果流体的粘滞系数为,则寻找点,粘滞应力张量。解法,替代速度:替代:第二区段Navier-Stokes方程式

2、,Cauchy一般运动方程式,牛顿流体建构方程式,二阶非线性偏微分方程式群组,两个边界条件,不可压缩流体,范例6-2流动中速度向量为零的停止点,在失重条件下求解不可压缩流体的navisstoks表达式可以写为:动能方程式、动能平衡方程式和内能平衡方程式,物理意义是作用于单位体积(v和边界面积为a的体积)流体的外力(体积力、压力和粘度力)的变化率等于流体的动能、转换为内部能量的可逆部分以及机械能的不可逆部分的变化率之和。考虑线性粘性流体的内部能量方程,黎曼方程:黎曼方程将焓的变化率,压缩操作或膨胀操作变化率,示例6-3气流收缩绝热喷嘴,已知入口温度,速度,出口温度,速度,位置能量设置为常量,空气

3、的内部,没有势能变化的能量方程可以写如下:焓增加,内能和焓的关系:已知的内能增加:热力学第二定律3360,热力学第一定律是焓的表示:考虑层流内传热问题的控制方程:连续性方程,动量方程,能量方程和状态方程。6个未知量:3个速度分量和压力、温度和密度。边界条件:假设边缘界面上温度均匀分布,或边缘界面上导热速度均匀分布。此样式将对流传热系数和流体导热系数、固体表面温度梯度和固体表面与流体温度差相关联。节iv相似性和尺寸分析、nawei-stokes (Navier-Stokes)方程中相似概念运动求解的概念动力学相似概念、子、尺寸概念、清理内容:如果存在m基本维,则这些变量将在包含n个变量的尺寸协调

4、的物理问题中选择n个重复变量之一时使用物理问题,并且函数,示例6-4使用粘性流体中运动的小球、流体的密度、动态粘性系统、水、孔径、速度相关、尺寸分析确定其关系。解电阻和影响因素的关系,消除方程两边力的原因,然后消除时间原因,最后消除长度因素,消除阻力和各量的无量纲关系。对于斯德鲁哈尔(Strouhal)数、完全密封的流(如管道)或完全锁住的流(如涡轮的叶片),惯性力和粘性力是需要考虑的主要作用力。这样的近似动态拓扑,只要满足,雷诺数、弗洛伊德数相似标准、欧拉数(或压力系数)相似标准、埃克特数、浮游生物数、傅立叶数、nuselt数,每个变量的单位可以写为:也就是说,必须分别用上述格式替换每个变量

5、的单位,等式右侧的基本变量以同样的方式满足金志洙0。因此,亥姆霍兹和瑞利:第5节不可压缩粘性流体流的基本特性,第5节不可压缩粘性流体流的基本特性,粘性流体运动的三个基本特性:粘性流体运动的旋转,机械能的损失,涡流的扩散,图6.3圆管这仅是一个定性值,表示达到边缘界面厚度时流体速度等于理想流体的流动流速,没有阻碍。定义边界层厚度从实际流速达到理论速度99的点到固体边界的距离。必须强调边界层边缘与任何流线都不一致。示例6-6如下图所示,零攻击角度半无限板周围不可压缩层流边界层的恒定流,速度分布为,计算板的局部摩擦系数,局部摩擦系数与动量损失厚度之间的关系设置,局部雷诺数,解决方案,示例6-7除重力以外的流场的二维层流流场测试:边界这个问题最简单的模型是围绕球体的层流。粒子大小通常很小,因此考虑较小的雷诺数很合适。8节球形固体的层流阻力,图

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