4 流体力学基本方程组ppt课件

1、第四章流体动力学基本方程，第一节输运定理第二节质量守恒原理第三节动量方程第四节动量方程第五节能量守恒原理第六节初始条件和边界条件，2 .受控体：受控体根据某一坐标系是恒定的体积。 特征： (1)控制体的边界根据坐标系保持一定；(2)控制面可以有质量和能量的交换；(3)可以从外部对控制体内物质施加力。 1、系统：系统是确定不变物质的集合。 特征： (1)系统边界随流体运动，且其形状、大小随时间变化；(2)系统边界没有质量交换，但可以有热、功等能量交换；(3)可从外部对系统施加力。 第一节运输定理、图4.1流体实体容积、控制体内函数的变化量等于同一空间内函数的时间不均匀性引起的变化量与控制体界面上

2、的对流引起的函数的变化量之和。 质量守恒原理意味着，物体的质量在运动中是恒定的，换言之，物体的质量的随时间的变化率为零。 图4.2流动流体的物质体积、第二节质量保存原理、控制体内质量的经时变化率和通过控制面的对流质量通量之和为零。质量守恒定律的微分形式，或者质量守恒定律的积分形式，图4.3多相关的物质体积，例如下图所示，逐渐扩张的管道的进出口截面面积，其中，如果知道无法压缩的流体的进出口平均流速，可以将一部分流体导入管外， 求单位时间内管道出口的流体重量的解直管的流动可以看作是一维度运动，流体不能压缩，因此，积分形式的连续性方程式的左右两端乘以重力加速度后，由于有导出产水量，将连续性方程式代入

3、已知值，得到导管的重量产水量：例4-2验证非压缩流场：试验证： () 解(1)平面不可压缩流体连续性方程的柱坐标形式是，和，代入以上连续性方程，(2)代入速度分量，知道这个平面流动是无旋流动。 引入了图4.4无穷小单元上的应力分量、第三节动量方程、应力向量、应力张量、动量平衡方程，方程左边的第一项表示固定体积v内的动量变化率，第二项表示通过控制面的对流动量无损音频压缩编码。 右边的第1项表示体积力，第2项表示作用于控制面的表面力。 每单位体积的总运动量变化率等于作用于物体的外力之和。 在柯西运动方程和柱坐标系中，动量矩守恒原理是指，恒定体积(v )的流体的动量矩变化率等于作用在该流体上的所有外

4、力矩的和。第四节动量矩方程、或、动能与动能的变化率等于单位时间内外部体积力与表面力通过工作和界面所传送的热流密度之和。 第五节需要用能量守恒原理、输运定理、色散定理、或动能方程得到内部平衡方程或导热差分方程、偏微分方程群或积分方程群结合相应的解条件求解未知量，否则方程群不能得到唯一的解。 解析条件包括初始条件和边界条件。 已知函数，第六节初始条件和边界条件，一、密度非压缩均质流体以均匀速度进入半径的水平直圆管，出口处的速度分布为式中保留常数，从点到管轴的距离，出口处的压力分别为和时，求出管壁对流体的作用力。 解：例题、二、密度不同的两种速度的非压缩流体汇合，通过一段平坦的圆管，混合后的速度和压力都是均匀的，如图所示。 假设两个流动的面积都压力相同，一个流速，另一个流速，管壁摩擦力不计，流动总是绝热。为了测量单位时间的机械能损失为：例题、三、圆柱体的阻力系数，将直径长的圆柱体放入二次元不可压缩流中，在风洞中进行实验，将图中1-1、2-2截面测量的近似速度分布，求出如图所示的圆柱体的阻力系数。