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1、
1. 從力學(xué)角度看,流體區(qū)別于固體的特點(diǎn)是:易變形性,可壓縮性,粘滯性和表面張力。
2. 牛頓流體: 在受力后極易變形,且切應(yīng)力與變形速率成正比的流體。即τ=μ*du/dy。
當(dāng)n<1時(shí),屬假塑性體。當(dāng)n=1時(shí),流動(dòng)屬于牛頓型。當(dāng)n>1時(shí),屬脹塑性體。
3. 流場(chǎng): 流體運(yùn)動(dòng)所占據(jù)的空間。
流動(dòng)分類 時(shí)間變化特性: 穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)
空間變化特性: 一維,二維和三維
流體內(nèi)部流動(dòng)結(jié)構(gòu): 層流和湍流
流體的性質(zhì): 黏性流體流動(dòng)和理想流體流動(dòng);可壓縮和不可壓縮
流體運(yùn)動(dòng)特征: 有旋和無(wú)旋;
2、 引發(fā)流動(dòng)的力學(xué)因素: 壓差流動(dòng),重力流動(dòng),剪切流動(dòng)
4. 描述流動(dòng)的兩種方法:拉格朗日法和歐拉法
拉格朗日法著眼追蹤流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng),歐拉法著眼在確定的空間點(diǎn)上考察流體的流動(dòng)
5. 跡線:流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線
流線:任意時(shí)刻流場(chǎng)中存在的一條曲線,該曲線上各流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向與該曲線的速度方向一致
性質(zhì) a.除速度為零或無(wú)窮大的點(diǎn)以外,經(jīng)過(guò)空間一點(diǎn)只有一條流線
b.流場(chǎng)中每一點(diǎn)都有流線通過(guò),所有流線形成流線譜
c.流線的形狀和位置隨時(shí)間而變化,穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)不變
跡線和流
3、線的區(qū)別:流線是同一時(shí)刻不同質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的一條流體線;
跡線是同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻經(jīng)過(guò)的空間點(diǎn)構(gòu)成的軌跡線。
穩(wěn)態(tài)流動(dòng)下,流線與跡線是重合的。
6. 流管:流場(chǎng)中作一條不與流線重合的任意封閉曲線,通過(guò)此曲線的所有流線構(gòu)成的管狀曲面。 性質(zhì):①流管表面流體不能穿過(guò)。②流管形狀和位置是否變化與流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。
7.渦量是一個(gè)描寫(xiě)旋渦運(yùn)動(dòng)常用的物理量。流體速度的旋度▽xV為流場(chǎng)的渦量。
有旋流動(dòng):流體微團(tuán)與固定于其上的坐標(biāo)系有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。無(wú)旋運(yùn)動(dòng):流場(chǎng)中速度旋度或渦量處處為零。
渦線是這樣一條曲線,曲線上任意一點(diǎn)的切線方向與在該點(diǎn)的流體的渦量方向一致。
8. 靜止流體:對(duì)選定的坐
4、標(biāo)系無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的流體。
不可壓縮靜止流體質(zhì)量力滿足 ▽x f=0
9. 勻速旋轉(zhuǎn)容器中的壓強(qiáng)分布p=()+c
10. 系統(tǒng):就是確定不變的物質(zhì)集合。特點(diǎn) 質(zhì)量不變而邊界形狀不斷變化
控制體:是根據(jù)需要所選擇的具有確定位置和體積形狀的流場(chǎng)空間。其表面稱為控制面。特點(diǎn) 邊界形狀不變而內(nèi)部質(zhì)量可變
運(yùn)輸公式:系統(tǒng)的物理量隨時(shí)間的變化率轉(zhuǎn)換成與控制體相關(guān)的表達(dá)式。
含義:任一瞬時(shí)系統(tǒng)內(nèi)物理量(如質(zhì)量、動(dòng)量和能量等)隨時(shí)間的變化率等于該瞬時(shí)其控制體內(nèi)物理量的變化率與通過(guò)控制體表面的凈通量之和。
11. 伯努力方程
12. 常見(jiàn)邊界條件:1、固壁—流體邊界2、液體—液體邊
5、界3、液體—?dú)怏w邊界
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13. 流動(dòng)條件說(shuō)明:穩(wěn)態(tài)——流動(dòng)過(guò)程與時(shí)間無(wú)關(guān)。不可壓縮——流體密度ρ為常數(shù)。?一維流動(dòng)——流體只在一個(gè)坐標(biāo)方向上流動(dòng),且流體速度分布僅與一個(gè)空間坐標(biāo)有關(guān)。層流——平行流動(dòng)的流體層之間只有分子作用,牛頓剪切定理只有在層流條件下才成立?充分發(fā)展的流動(dòng)——流體速度沿流動(dòng)方向沒(méi)有變化的流動(dòng)??。
狹縫流動(dòng)——兩塊足夠大的平行平板(或板間距大大小于板寬的平行平板)間的流動(dòng)?兩種形式——壓差流(進(jìn)出口壓力差產(chǎn)生的流動(dòng))、剪切流(兩壁面相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的流動(dòng))。
14. 流量:?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)流管內(nèi)某一橫截面的流體
15. 狹縫流動(dòng)切應(yīng)力與速度分布一般
6、方程
=
管內(nèi)和套管流動(dòng)切應(yīng)力與速度分布一般方程
16. 連續(xù)性方程一般式
柱坐標(biāo)中
對(duì)不可壓縮流體有
17. 以應(yīng)力表示運(yùn)動(dòng)方程: X方向
18. 常粘度下的N-S方程
不可壓縮流體的N-S方程
19. 平面運(yùn)動(dòng): 這個(gè)流場(chǎng)中流體速度都平行于某一平面,且流體各物理量在與該平面垂直的方向上沒(méi)有變化的流動(dòng)。線流量:是線段與通過(guò)線段的法向速度的乘積。速度環(huán)量:封閉曲線上的切向速度vs沿封閉曲線的積分
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20. 速度勢(shì)函數(shù)
7、 或
流函數(shù) 或
等勢(shì)線:令速度勢(shì)函數(shù)等于常數(shù)的曲線簇。
流線: 流函數(shù)為常數(shù)的曲線。
流網(wǎng):流線與等勢(shì)線交叉組成的表示流動(dòng)特性的網(wǎng)線。
21. 點(diǎn)源——在無(wú)限平面上流體從一點(diǎn)沿徑向直線均勻地向各方流出。
點(diǎn)匯——在無(wú)限平面上流體沿徑向直線均勻地從各方流入一點(diǎn)。
點(diǎn)渦——流體在平面上的純環(huán)流運(yùn)動(dòng)
偶極流:點(diǎn)源和點(diǎn)匯的疊加 源環(huán):點(diǎn)源與點(diǎn)渦的疊加 匯環(huán):點(diǎn)匯與點(diǎn)渦的疊加
22. 流動(dòng)相似 包括幾何相似,運(yùn)動(dòng)相似,動(dòng)力相似
雷諾數(shù) Re= 歐拉數(shù) Eu=
佛魯?shù)翭r= 斯特哈爾數(shù) St=
23. 層流,流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí),其質(zhì)點(diǎn)沿著與管軸平行的方向作平滑直線運(yùn)動(dòng)。
湍流,也叫紊流,是一種微觀上不規(guī)則的流動(dòng)狀態(tài)。
24. 邊界層厚度:流體速度從u=0到u=0.99uo對(duì)應(yīng)的流體層厚度
卡門渦街,在80~90