流体力学总结

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流体力学知识点范文

流体力学知识点范文

流体力学知识点范文流体力学是研究流体静力学和流体动力学的一个学科,涉及到流体的运动、力学性质以及相关实验和数值模拟方法。

流体力学的应用广泛,包括气象学、海洋学、土木工程、航空航天工程等领域。

以下是流体力学的一些重要知识点。

1.流体的性质流体是一种能够自由流动的物质,包括气体和液体。

与固体不同,流体具有可塑性、可挤压性和物质变形后恢复自然形状的性质。

流体的密度、压力、体积、温度和粘度是流体性质的基本参数。

2.流体的运动描述流体的运动包括膨胀、收缩、旋转和流动等。

为了描述流体的运动,需要引入一些描述流体运动的物理量,如速度、流速、加速度和流量。

流体的速度矢量表示流体粒子的运动方向和速度大小。

3.流体静力学流体静力学研究的是在静压力的作用下,流体内各点之间的静力平衡关系。

流体的静力压力与深度成正比,由于流体的可塑性,静压力会均匀传输到容器中的各个部分。

流体静力学应用于液压系统、液态储存设备和液压机械等领域。

4.流体动力学流体动力学研究的是流体在外力作用下的运动行为。

流体动力学分为流体动力学和流体动量守恒两个方面。

流体动力学研究的是流体的速度和加速度,以及流体流动的力学性质。

流体动量守恒研究的是流体在内外力作用下动量的转移和守恒。

流体动力学应用于气象学、水力学、航空航天工程等领域。

5.流体的流动方程流体力学的基本方程是质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。

质量守恒方程描述了流体的质量守恒原理,即质量在流体中是守恒的。

动量守恒方程描述了流体的动量守恒原理,即外力对流体的动量变化率等于流体的加速度乘以单位质量的流体体积。

能量守恒方程描述了流体的能量守恒原理,即流体在流动过程中能量的转化和传输。

6.流体力学问题的数值模拟由于流体力学问题具有复杂性和非线性性,很多问题难以通过解析方法得到解析解。

因此,数值模拟成为解决流体力学问题的一种重要方法。

数值模拟方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。

这些方法通过将流体力学问题离散化为一组代数方程来进行数值求解。

流体力学归纳总结

流体力学归纳总结

流体⼒学归纳总结流体⼒学⼀、流体的主要物性与流体静⼒学1、静⽌状态下的流体不能承受剪应⼒,不能抵抗剪切变形。

2、粘性:内摩擦⼒的特性就是粘性,也是运动流体抵抗剪切变形的能⼒,是运动流体产⽣机械能损失的根源;主要与流体的种类和温度有关,温度上升粘性减⼩,与压强没关系。

3、⽜顿内摩擦定律:du F Ady µ= F d u A d yτµ== 相关因素:粘性系数、⾯积、速度、距离;与接触⾯的压⼒没有关系。

例1:如图6-1所⽰,平板与固体壁⾯间间距为1mm,流体的动⼒黏滞系数为0.1Pa.S, 以50N 的⼒拖动,速度为1m/s,平板的⾯积是()m 2。

解:F F A du dyδµνµ===0.5 例2:如图6-2所⽰,已知活塞直径d=100mm,长l=100mm ⽓缸直径D=100.4mm,其间充满黏滞系数为0.1Pa·s 的油,活塞以2m/s 的速度运动时,需要的拉⼒F 为()N 。

解:3320.1[(10010)0.1]31.40.210du F AN dy µπ--===? 4、记忆个参数,常温下空⽓的密度31.205/m kg ρ=。

5、表⾯⼒作⽤在流体隔离体表⾯上,起⼤⼩和作⽤⾯积成正⽐,如正压⼒、剪切⼒;质量⼒作⽤在流体隔离体内每个流体微团上,其⼤⼩与流体质量成正⽐,如重⼒、惯性⼒,单位质量⼒的单位与加速度相同,是2/m s 。

6、流体静压强的特征: A 、垂直指向作⽤⾯,即静压强的⽅向与作⽤⾯的内法线⽅向相同; B 、任⼀点的静压强与作⽤⾯的⽅位⽆关,与该点为位置、流体的种类、当地重⼒加速度等因素有关。

7、流体静⼒学基本⽅程 0p p gh ρ=+2198/98at kN m kPa ==⼀个⼯程⼤⽓压相当于735mm 汞柱或者10m ⽔柱对柱底产⽣的压强。

8、绝对压强、相对压强、真空压强、真空值公式1:a p p p =-相对绝对公式2:=a p p p -真空绝对p 真空叫做真空压强,也叫真空值。

(完整版)流体力学知识点总结汇总

(完整版)流体力学知识点总结汇总

流体力学知识点总结 第一章 绪论1 液体和气体统称为流体,流体的基本特性是具有流动性,只要剪应力存在流动就持续进行,流体在静止时不能承受剪应力。

2 流体连续介质假设:把流体当做是由密集质点构成的,内部无空隙的连续体来研究。

3 流体力学的研究方法:理论、数值、实验。

4 作用于流体上面的力(1)表面力:通过直接接触,作用于所取流体表面的力。

作用于A 上的平均压应力作用于A 上的平均剪应力应力法向应力切向应力(2)质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力,力的大小与流体的质量成比例。

(常见的质量力:重力、惯性力、非惯性力、离心力)单位为5 流体的主要物理性质 (1) 惯性:物体保持原有运动状态的性质。

质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。

常见的密度(在一个标准大气压下): 4℃时的水20℃时的空气(2) 粘性ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力周围流体作用的表面力切向应力A P p ∆∆=A T ∆∆=τAF A ∆∆=→∆lim 0δAPp A A ∆∆=→∆lim 0为A 点压应力,即A 点的压强 ATA ∆∆=→∆lim 0τ 为A 点的剪应力应力的单位是帕斯卡(pa ),1pa=1N/㎡,表面力具有传递性。

B Ff m =2m s 3/1000mkg =ρ3/2.1mkg =ρ牛顿内摩擦定律: 流体运动时,相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。

即以应力表示τ—粘性切应力,是单位面积上的内摩擦力。

由图可知—— 速度梯度,剪切应变率(剪切变形速度) 粘度μ是比例系数,称为动力黏度,单位“pa ·s ”。

动力黏度是流体黏性大小的度量,μ值越大,流体越粘,流动性越差。

运动粘度 单位:m2/s 同加速度的单位说明:1)气体的粘度不受压强影响,液体的粘度受压强影响也很小。

2)液体 T ↑ μ↓ 气体 T ↑ μ↑ 无黏性流体无粘性流体,是指无粘性即μ=0的液体。

无粘性液体实际上是不存在的,它只是一种对物性简化的力学模型。

工程流体力学知识点总结

工程流体力学知识点总结

工程流体力学知识点总结一、工程流体力学的内容1.流体力学的基本概念工程流体力学是一门重要的工程学科,它是研究运动的流体分布特性、流动过程的动力学特征、流体受力的控制机理以及提供理论支持的工程应用理论。

它综合了物理学、数学、材料学和力学等知识,它包括流体动力学、传热传质、流体力学和流体机械等方面的研究内容。

2.流体动力学流体动力学是流体运动的力学理论,它研究的是流体中的物理量,如流速、压力、密度等的变化和流体运动的规律。

它是流体物理学的基本内容,是工程流体力学的基础理论。

它的研究内容主要包括流体的静力学、流体的流变力学、流体的流动特性、流体的热力学性质、流体的动力学和流体的流动特性等。

3.传热传质传热传质是研究流体在传热和传质的过程中热量和物质的传递机理的一门学科。

它包括流体的热传导、热对流和热辐射、物质的传质、物质输运等方面的内容。

4.流体力学流体力学是一门综合学科,是研究流体的能量、动量和位置变化的动力学特性及其应用的学科。

流体力学研究的内容包括流体的流量和压力、流体的质量和动量、流体的流速、流体的流动特性等。

它主要研究的是流体受力的特性和运动特性,是工程流体力学中最重要的学科之一。

5.流体机械的理论流体机械是研究利用流体动力驱动转子的机械装置的科学,包括机械装置的流体的传动特性、涡轮机械和泵的流量控制、流体中的变频调速以及比热容与流场等。

它是工程流体力学中的重要内容,也是工程设计的重要基础。

二、工程流体力学的应用工程流体力学的基本理论可以应用于各种工程中,如机械制造、空气动力学、海洋技术、热能技术、新能源技术、能源储存和节能技术、化工反应技术等。

它在社会经济建设中发挥着重要作用,可以为社会生产提供良好的环境保护技术手段,也可以为工程设计和技术开发提供依据。

流体力学知识点总结

流体力学知识点总结

流体力学知识点总结
第一章
1.流体粘性的形成因素:
一是流体分子间的引力在流体微团相对运动时形成的粘性,二是流体分子的热运动在不同流速流层间的动量交换所形成的粘性。

形成气体粘性主要因素是分子的热运动。

形成液体粘性的主要因素是分子间的引力。

2.流体的压缩性和膨胀性:
流体在一定温度下,压强增高,体积缩小;在一定压强下,温度升高,体积膨胀,这是所有流体的共同属性。

3.表面力:
流体分离体以外的物体作用在分离体上的表面力。

在分离体表面的点b取一微小面积δA,作用在它上面的表面力为δF。

一般情况下可将δF分解为沿外法线方向n的δF n和沿切线方向t的δF t。

以δA除δF,并令δA→0而取极限,可得作用在点b的表面应力:
P n=lim
δA→0δF
δA
=dF
dA
4.连续介质模型:
把流体视为由无数连续分布的流体微团组成的连续介质,流体的密度、压强、速度、温度等物理量一般在空间和时间上都是连续分布的,都应该是空间坐标和时间的单值连续可微函数。

1.毛细现象:。

流体流动知识点总结归纳

流体流动知识点总结归纳

流体流动知识点总结归纳流体力学是研究流体流动规律的一门学科,其研究对象涉及液体和气体的流动,包括流体的性质、流体流动的运动规律、流体的控制以及流体力学在工程和科学领域的应用等方面。

在这篇文章中,我们将对流体流动的一些基本知识点进行总结归纳,以便读者对这一领域有一个清晰的了解。

一、流体的性质1. 流体的定义流体是指那些易于变形,并且没有固定形状的物质。

流体包括液体和气体两种状态,其共同特点是具有流动性。

2. 流体的密度和压力流体的密度是指流体单位体积的质量,常用符号ρ表示。

流体的压力是指单位面积上受到的力的大小,它与流体的密度和流体所在深度有关。

3. 流体的黏性流体的黏性是指流体内部分子之间的相互作用力,黏性越大,流体的内部抵抗力越大,流动越不容易。

黏性会对流体的流动性能产生影响,需要在实际工程中进行考虑。

二、流体流动的基本原理1. 流体的叠加原理流体的叠加原理是指当多个流体同时流动时,它们的速度矢量叠加,得到合成的速度矢量。

这个原理在实际工程中有很多应用,例如飞机的空气动力学设计和水流的流体力学研究等。

2. 流体的连续性方程流体的连续性方程是描述流体在运动过程中质量守恒的基本方程,它表明流体在流动过程中质量的变化等于流入流出的质量之差。

3. 流体的动量方程流体的动量方程描述了流体在运动过程中动量守恒的基本原理,它表明流体在受到外力作用后所产生的加速度与外力的大小和方向有关。

4. 流体的能量方程流体的能量方程描述了流体在运动过程中能量守恒的基本原理,它表明流体在流动过程中所受到的压力和速度的变化与能量的转化和损失相关。

三、流体的流动类型1. 定常流动和非定常流动定常流动是指流体在任意一点上的流速和流量随时间不变的流动状态,而非定常流动则是指流体在不同时间点上的流速和流量随时间有变化的流动状态。

2. 层流流动和湍流流动层流流动是指流体在管道内流动时,各层流体之间的相互滑动,流态变化连续,流线互不交叉。

工程流体力学复习知识总结

工程流体力学复习知识总结

是非题。

1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。

(错误)2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。

(正确)3. 附面层分离只能发生在增压减速区。

(正确)4. 等温管流摩阻随管长增加而增加,速度和压力都减少。

(错误)5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。

(错误)6. 平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。

(正确)7. 流体的静压是指流体的点静压。

(正确)8. 流线和等势线一定正交。

(正确)9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。

(正确)10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度增加,压力减小。

(正确)11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。

(正确)12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度减小,压力增加。

(正确)13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。

(正确)14. 相邻两流线的函数值之差,是此两流线间的单宽流量。

(正确)15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。

(正确)16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。

(错误)17. 流体的粘滞性随温度变化而变化,温度升高粘滞性减少;温度降低粘滞性增大。

(错误)18流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其他无关。

(错误)二填空题。

1、1mmH 2。

= 9.807 ______ Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法___________ 和 __________ 。

3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性 _____________ 和不可压缩性。

4、雷诺数是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时惯性力与粘性力的对比关系。

5、流量Q1和Q2,阻抗为S1和S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q为__________ ,总阻抗S为__________ 。

串联后总管路的流量Q为_____________ ,总阻抗S为_________ 。

6、流体紊流运动的特征是脉动现像_________ ,处理方法是时均法_________ 。

流体力学52个常用公式总结

流体力学52个常用公式总结

流体力学常用公式总结1.液体的比重γ=ρg2.液体对水的密度比S=ρρwaterγ=Sγwater3.静水压强差ΔP=ρgh 4.剪应力和速度的关系τ=μdu dy5.三维的流速场的一般表达V=V(x,y,z,t)=u(x,y,z,t)i+v(x,y,z,t)j+w(x,y,z,t)k 6.三维的流线方程的一般形式dx u =dyv=dzw7.三维流场的加速度的一般形式8.三维流场的加速度的三个分量9.三维流场的连续性方程ðu ðx +ðvðy+ðwðz=010.流量的定义式11.流量的另一种表达AU=V→U=V A12.控制体内质量的变化律m=ρAU=ρV 13.控制体出入口进出质量守恒的方程ρ1A1U1=ρ2A2U2 14.雷诺数Re=ρUD μ15.伯努利方程的定义式P γ+v22g+Z=H16.理想条件下伯努利方程的形式P1γ+v122g+Z1=P2γ+v222g+Z217.考虑了损耗的伯努利方程P1γ1+v122g+z1=P2γ2+v222g+z2+H L18.一般情况下的伯努利方程P1γ1+v122g+z1+H p=P2γ2+v222g+z2+H t+H L19.系统动能变化率的一般式Q net+W net=dE sys dt19.系统功率的一般式Power=WΔt=F∙sΔt=F∙v=γQH=m gH20.一般情况下的伯努利方程的H p项H p=E pumpm g=Power pumpm g21.一般情况下的伯努利方程的H L项E loss=m gH L22.系统效率的一般式η=E out E in23.水泵的机械效率ηp=γQHPower→Power=γQHηp=PQηp24.水力发电机的机械效率ηt=Power→Power=γQH∙ηt=PQ∙ηt25.由动量守恒推导出的二向流体压力式F x=P1A1cosθ1−P2A2cosθ2+ρQ(v1cosθ1−v2cosθ2)−F y=P1A1sinθ1−P2A2sinθ2+ρQ(v1sinθ1−v2sinθ2) 26.由动量守恒推导出的流体压力的方向角α=tan−1(F y F x )27.喷气式飞机的理想模型F=ρ2Q2v2−ρ1Q1v1=m2v2−m1v1 28.由角动量定理的流体力矩T=r×ρQ(v2−v1)=ρQ[(r2×v2)−(r1×v1)] 29.力矩大小|T|=ρQ(r2v t2−r1v t1) 30.驱动力矩的功率Power=|T|ω31.斯托克斯方程的一般形式ρg−∇P+μ∇2V=ρDV Dt32.流体的旋度33.x方向的斯托克斯方程ρg x−ðPðx+μ(ð2uðx2+ð2uðy2+ð2uðz2)=ρ(dudt+ududx+vdudy+wdudz)34.二维平面流的连续性方程ðu ðx +ðvðy=035.二维平面的流函数u≡ðΨðy,v≡−ðΨðx36.极坐标下的二维平面流的连续性方程1 r ð(rv r)ðr+1rðvθðθ=037.极坐标下的二维平面的流函数v r=1rðΨðθ,vθ=−ðΨðr38.笛卡尔坐标系的势流方程ð2Φðx2+ð2Φðy2+ð2Φðz2=039.通过势流求极坐标的速度v r=ðΦðr,vθ=1rðΦðθ,v z=ðΦðz40.极坐标系的势流方程1 r ððr(rðΦðr)+1r2ð2Φðθ2+ð2Φðz2=041.通过势流求笛卡尔坐标系的速度u=ðΦðx,v=ðΦðy,w=ðΦðz42.笛卡尔坐标势流方程和流函数之间的互换u=ðΨðy,v=−ðΨðx⇔u=ðΦðx,v=ðΦðy43.极坐标势流方程和流函数之间的互换v r=1rðΨðθ,vθ=−ðψðr⇔v r=ðΦðr,vθ=1rðΦðθ44.马赫数M≡v a45.弗劳德数Fr≡v Lg46.欧拉数Eu≡ΔP ρv247.韦伯数We≡ρLv2σ48.管流在管壁上产生的剪应力τ=ΔPD 4L49.管流在管中的最大速度u max=R2dP 50.管内流量Q=ΔPπD4 51.管流的平均速度v avg=12u max52.管流速度关于半径的函数u(r)=14μ(ΔPL−ρg sinθ)(R2−r2)53.倾斜的管道的流量Q=πD4128μL(ΔP−ρgL sinθ)54.管道内流体的摩擦系数H f=f LDv avg22gf=f(Re)=64 Re。

流体力学全部总结

流体力学全部总结

(二)图解法
适用范围:规则受压平面上的静水总压力及其作用点的求解 原理:静水总压力大小等于压强分布图的体积,其作用 线通过压强分布图的形心,该作用线与受压面的交点便 是总压力的作用点(压心D)。
液体作用在曲面上的总压力
一、曲面上的总压力 • 水平分力Px
Px dPx hdAz hc Az pc AZ
z1
p1 g

u12 2g
z2
p2 g

u2 2 2g
上式被称为理想流体元流伯诺里方程 ,该式由瑞士物理学家 D.Bernoulli于1738年首先推出,称伯诺里方程 。
应用条件:恒定流 不可压缩流体 质量力仅重力 微小流束(元流)
三、理想流体元流伯诺里方程的物理意义与几何意义
几何意义
p x p y p z pn
X
流体平衡微分方程 (欧拉平衡方程)
1 p x 1 p y 1 p z
Y Z
0 0 0
物理意义:处于平衡状态的流体,单位质量流体所受的表面力分量与质量
力分量彼此相等。压强沿轴向的变化率( p , p , p )等于该轴向单位体积上的 x y z 质量力的分量(X, Y, Z)。
u x x

u y y

u z z
0
适用范围:理想流体恒定流的不可压缩流体流动。
二、恒定总流连续性方程
取一段总流,过流断面面积为A1和A2;总流中 任取元流,过流断面面积分别为dA1和dA2,流速为 恒定流时流管形状与位置不随时间改变; u1和u2
考虑到: 不可能有流体经流管侧面流进或流出; 流体是连续介质,元流内部不存在空隙;
第三节 连续性方程

流体力学知识点总结

流体力学知识点总结

流体力学知识点总结一、流体的物理性质流体区别于固体的主要特征是其具有流动性,即流体在静止时不能承受切向应力。

流体的物理性质包括密度、重度、比容、压缩性和膨胀性等。

密度是指单位体积流体所具有的质量,用符号ρ表示,单位为kg/m³。

重度则是单位体积流体所受的重力,用γ表示,单位为 N/m³,且γ =ρg(g 为重力加速度)。

比容是密度的倒数,它表示单位质量流体所占有的体积。

流体的压缩性是指在温度不变的情况下,流体的体积随压强的变化而变化的性质。

通常用体积压缩系数β来表示,其定义为单位压强变化所引起的体积相对变化率。

对于液体来说,其压缩性很小,在大多数情况下可以忽略不计;而气体的压缩性则较为明显。

膨胀性是指在压强不变的情况下,流体的体积随温度的变化而变化的性质。

用体积膨胀系数α来表示,它是单位温度变化所引起的体积相对变化率。

二、流体静力学流体静力学主要研究静止流体的力学规律。

静止流体中任一点的压强具有以下特性:1、静止流体中任一点的压强大小与作用面的方向无关,只与该点在流体中的位置有关。

2、静止流体中压强的大小沿垂直方向连续变化,即从液面到液体内部,压强逐渐增大。

流体静力学基本方程为 p = p₀+γh,其中 p 为某点的压强,p₀为液面压强,h 为该点在液面下的深度。

作用在平面上的静水总压力可以通过压力图法或解析法来计算。

对于矩形平面,采用压力图法较为简便;对于不规则平面,则通常使用解析法。

三、流体动力学流体动力学研究流体的运动规律。

连续性方程是流体动力学的基本方程之一,它基于质量守恒定律。

对于不可压缩流体,在定常流动中,通过流管各截面的质量流量相等。

伯努利方程则是基于能量守恒定律得出的,它表明在理想流体的定常流动中,单位体积流体的动能、势能和压力能之和保持不变。

其表达式为:p/ρ + 1/2 v²+ gh =常数其中 p 为压强,ρ 为流体密度,v 为流速,g 为重力加速度,h 为高度。

流体流动规律

流体流动规律

流体流动规律
流体流动规律是研究流体运动规律的科学领域。

根据流体力学原理,流体在流动过程中遵循一些基本的规律,这些规律可以总结为以下几个方面:
1. 质量守恒定律:在流体流动过程中,流体的质量保持不变。

即流入单位时间内的质量等于流出单位时间内的质量。

2. 动量守恒定律:在没有外力作用的情况下,流体的动量保持不变。

动量是质量与速度的乘积,根据质量守恒定律和动量守恒定律可以推导出流体中哥万定理和伯努利定理等重要定律。

3. 能量守恒定律:在没有外界能量输入或输出的情况下,流体的总能量保持不变。

能量守恒定律可以用来解释流体流动的能量转化和能量损失等现象。

4. 流体的连续性方程:对一个不可压缩流体来说,流经管道中的流量保持不变,即进口流量等于出口流量。

对于可压缩流体来说,流量的连续性方程可以通过质量守恒定律和流体的状态方程推导得到。

5. 流体的雷诺数:流体的流动性质和流动状态可以通过雷诺数来描述。

雷诺数是流体的惯性力和粘性力的比值,可以用来判断流体的流动状态是层流还是湍流。

这些流体流动规律在工程领域、地球科学、大气科学和生物医学等各个领域中都有广泛的应用。

通过研究和理解这些规律,我们可以更好地预测和控制流体流动行为,从而为科学研究和工程实践提供重要的指导。

流体力学总结

流体力学总结

流体力学总结第一章流体及其物理性质1. 流体:流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质,只要这种力继续作用,流体就将继续变形,直到外力停顿作用为止。

流体一般不能承受拉力,在静止状态下也不能承受切向力,在任何微小切向力的作用下,流体就会变形,产生流动 2. 流体特性:易流动(易变形)性、可压缩性、粘性 3. 流体质点:宏观无穷小、微观无穷大的微量流体。

4. 流体连续性假设:流体可视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。

稀薄空气和激波情况下不适合。

5. 密度0limV m m V V δδρδ→==重度0lim V G Gg V Vδδγρδ→===比体积1v ρ=6. 相对密度:是指*流体的密度与标准大气压下4︒C 时纯水的密度〔1000〕之比w wS ρρρ=为4︒C 时纯水的密度13.6Hg S = 7. 混合气体密度1ni ii ρρα==∑8. 体积压缩系数:温度不变,单位压强增量引起的流体体积变化率。

体积压缩系数的倒数为体积模量1P PK β=9. 温度膨胀系数:压强不变,单位温升引起的流体体积变化率。

10. 不可压缩流体:流体受压体积不减少,受热体积不膨胀,密度保持为常数,液体视为不可压缩流体。

气体流速不高,压强变化小视为不可压缩流体 11. 牛顿内摩擦定律:du dyτμ=黏度du dyτμ=流体静止粘性无法表示出来,压强对黏度影响较小,温度升高,液体黏度降低,气体黏度增加μυρ=。

满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体。

12. 理想流体:黏度为0,即0μ=。

完全气体:热力学中的理想气体第二章流体静力学1. 外表力:流体压强p 为法向外表应力,内摩擦τ是切向外表应力〔静止时为0〕。

2. 质量力〔体积力〕:*种力场对流体的作用力,不需要接触。

重力、电磁力、电场力、虚加的惯性力 3. 单位质量力:x y z Ff f i f j f k m==++,单位与加速度一样2m s 4. 流体静压强:1〕流体静压强的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面,即沿着作用面的内法线方向2〕在静止流体内部任意点处的流体静压强在各个方向都是相等的。

流体力学知识点

流体力学知识点

流体力学知识点
流体力学(Fluid mechanics)是研究在不压缩前提下运动的流体(包括气体和液体)运动规律及其在实际问题中的应用的科学。

下面是一些流体力学的知识点:
1. 流体概念:流体是指那些具有自由形态的物质,包括液体和气体。

与之相对的是固体,它们的形状和容积是固定的。

2. 流量和流速:流量是指在单位时间内流体穿过某一截面积的体积,通常用Q表示。

流速是流体穿过单位截面的速度,通常用v表示。

3. 黏性:黏性是流体抵抗形变的能力,也就是流体对于剪切力的反应。

黏性可以影响流体的流动行为,如引起粘滞力、涡旋等。

4. 涡旋和湍流:涡旋是流体中的一种自旋结构,能够影响周围流体的运动。

当流速足够高或管道过窄时,涡旋可以导致湍流,这对于流体的传输和控制有重要的影响。

5. 流体静力学:流体静力学是研究静止流体的行为和力学性质的学科,例如容器中的压强、静水压、浮力,以及流体静态的稳定性和压强分布等。

6. 流体动力学:流体动力学是研究流体在运动状态下行为和性质的学科。

它主要研究流体的动量、能量、质量守恒,并探讨流体在各种条件下的运动规律。

以上是一些流体力学的基本知识点,涵盖了流体特性、流动规律、流体静力学和流体动力学等方面。

流体力学在许多领域有广泛的应用,如工程、航天、海洋、气象等,都离不开对流体物理规律的深入理解和应用。

流体力学知识点总结

流体力学知识点总结

流体力学11.1 流体的基本性质1)压缩性流体是液体与气体的总称。

从宏观上看,流体也可看成一种连续媒质。

与弹性 体相似,流体也可发生形状的改变,所不同的是静止流体内部不存在剪切应力,这是因为如果流体内部有剪应力的话流体必定会流动,而对静止的流体来说流动是不存在的。

如前所述,作用在静止流体表面的压应力的变化会引起流体的体积应变,其大小可由胡克定律 v v k p ∆-=∆ 描述。

大量的实验表明,无论气体还是液体都是可以压缩的,但液体的可压缩量通常很小。

例如在500个大气压下,每增加一个大气压,水的体积减少量不到原体积的两万分之一。

同样的条件下,水银的体积减少量不到原体积的百万分之四。

因为液体的压缩量很小,通常可以不计液体的压缩性。

气体的可压缩性表现的十分明显,例如用不大的力推动活塞就可使气缸内的气体明显压缩。

但在可流动的情况下,有时也把气体视为不可压缩的,这是因为气体密度小在受压时体积还未来得及改变就已快速地流动并迅速达到密度均匀。

物理上常用 马赫数M来判定可流动气体的压缩性,其定义为M=流速/声速,若M 2<<1,可视气体为不可压缩的。

由此看出,当气流速度比声速小许多时可将空气视为不可压缩的,而当气流速度接近或超过声速时气体应视为可压缩的。

总之在实际问题中若不考虑流体的可压缩性时,可将流体抽象成不可压缩流体这一理想模型。

2)粘滞性为了解流动时流体内部的力学性质,设想如图10.1.1所示的实验。

在两个靠得很近的大平板之间放入流体,下板固定,在上板面施加一个沿流体表面切向的力F 。

此时上板面下的流体将受到一个平均剪应力F/A 的作用,式中A 是上板的面积。

实验表明,无论力F 多么小都能引起两板间的流体以某个速度流动,这正是流体的特征,当受到剪应力时会发生连续形变并开始流动。

通过观察可以发现,在流体与板面直接接触处的流体与板有相同的速度。

若图10.1.1中的上板以速度u沿x 方向运动下板静止,那么中间各层流体的速度是从0(下板)到u (上板)的一种分布,流体内各层之间形成流速差或速度梯度。

流体力学知识点总结

流体力学知识点总结

流体力学知识点总结x一、流体力学基本概念1、流体:指气体和液体,其中气体又称气态物质,液体又称液态物质,也指过渡态的固、液、气。

2、流体静力学:指研究流体在外力作用下的静态特性、压强及重力场等的一般理论。

3、流体动力学:指研究复杂流动现象的动态特性,如流速、湍流及涡流等。

4、流体性质:指流体具有的物理性质,如密度、粘度、比容、表面张力和热特性等。

二、基本假定1、流体的原子间的相互作用是可以忽略的,可以认为是稀薄的。

2、可以假设流体每@点的性质是一致的,允许有速度和温度的变化,其变化有连续性。

3、流体的流动受力不受力,受力的变化很小。

4、流体流动的程度比凝固物体的几何比例大,可以忽略凝固物体对流体流动的影响。

三、流体力学基本概念1、流体质量流率:是流体中的所有物质在某一时刻的移动量,单位为千克/秒(千克/秒)。

2、流体动量流率:是流体中所有物质在某一时刻的动量的移动量,单位是千克·米/秒(千克·米/秒)。

3、流体的动量守恒:流体系统中的动量移动量不变,即:动量进入系统等于动量离开系统。

4、流体的动量定理:假定流体的粘度是恒定的,在流体力学中,运动的流体的动量守恒定理如下:5、流体的能量守恒:流体系统中的能量移动量不变,即:能量的一部分进入系统、离开系统或转移到其他系统中等于能量的一部分离开系统或转移到系统中。

6、绝对动量守恒:在不考虑粘度、流体的办法、温度及热量的变化的情况下,流体系统的绝对动量总量不变。

四、流体力学基本公式1、流体的动量定理:即Bernoulli定理,它用来描述非稳定流动中的动量转换,其形式为:p+ρv2∕2+ρgz=P+ρV+2;2、流体的能量定理:即费休定理,它用来描述流体中的施加动能和升能变化,其形式为:p+ρv2∕2+ρgz=P+ρV∕2+ρgz;3、流体力学定理:即拉格朗日定理,它用来描述流体的流动变化,其形式为:p+ρv2∕2+ρgz=p0+ρv02∕2+ρgz0;4、流体的动量方程:用来描述流体的动量变化,其形式为:(ρv)t+·ρvv=p+·μv+ρf。

流体力学知识重点(全)

流体力学知识重点(全)

流体力学知识点总结流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律!流体质点:1.流体质点无线尺度,只做平移运动2.流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动;3.将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性;流体元:就有线尺度的流体单元,称为流体“质元”,简称流体元。

流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。

连续介质假设:假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。

连续性介质模型的内容:根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。

分子的内聚力:当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力。

液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力。

、流体在固体表面的不滑移条件:分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止。

牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。

牛顿的粘性定律表明:牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的:温度对粘度的影响:温度对流体的粘度影响很大。

液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大。

压强对粘性的影响:压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大。

毛细现象:玻璃管内的液体在表面张力的作用下液面升高或降低的现象称为毛细现象;描述流体运动的两种方法拉格朗日法:拉格朗日法又称为随体法。

它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。

流体力学总结

流体力学总结

1, 迹线------某一流体质点在空间运动时, 不同时刻流经的点组成的连线。

2, 切应力-------由于液体质点的相对运动, 产生一种内摩擦力抵抗这种运动, 而此力与作用面平行, 称切应力。

3, 理想流体------把流体看作绝对不可压缩、不能膨胀、无粘滞性、无表面张力的连续介质, 称为理想流体。

4, 流线------某一瞬时在流场中绘出的一条曲线, 该曲线上的所有各点的速度向量都与曲线相切。

5, 流函数------二维流动中, 由连续性方程导出、其值沿流线保持不变的标量函数。

6, 势函数------某函数对相应坐标的偏导数, 等于单位质量力在相应坐标轴上的投影, 该函数称为势函数。

7, 连续介质------认为真实流体所占有的空间可以近似的看做由“流体质点”连续地、无空隙地充满着的, 称为连续介质。

8, 粘性流体------实际流体都是粘性流体。

粘性指流体质点间由于相对运动而产生的阻碍相对运动的性质。

有势流------液体流动时每个液体质点都存在速度势函数的流动称为势流, 不存在绕自身轴的旋转运动。

, 10, 涡旋强度------指微小涡束的涡旋通量( )。

: 横断面积; : 旋转角速度。

11, 流管------指流面中所包含的流体。

流面: 在流场中作一空间曲线(非流线), 过曲线上各点作流线所形成的面。

, 12, 激波------在气体、液体和固体介质中, 应力、密度和温度等物理量在波阵面上发生突跃变化的压缩波。

二, 问答1, 速度势函数具有什么性质?答: 速度势函数具有下列性质:(1)速度势函数可允许相差一任意常数, 而不影响流体的运动;(2)φ(x, y )=常数时是等势线, 它的法线方向和速度矢量的方向重合;(3)沿曲线M 0M 的速度环量等于M 点上φ值和M 0点上φ值之差;⎰-=+=ΓM M M M vdy udx 0)()(0ϕϕ(4)若考虑的是单连通区域, 则由于封闭回线的速度环量因此速度势函数将是单值函数;若考虑的是双连通区域, 则速度环量Γ可以不等于零, 因此φ可以是多值函数, 它们的关系是 其中, k1是封闭回线的圈数。

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流体力学总结第一章 流体及其物理性质1. 流体:流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质,只要这种力继续作用,流体就将继续变形,直到外力停止作用为止。

流体一般不能承受拉力,在静止状态下也不能承受切向力,在任何微小切向力的作用下,流体就会变形,产生流动 2. 流体特性:易流动(易变形)性、可压缩性、粘性 3. 流体质点:宏观无穷小、微观无穷大的微量流体。

4. 流体连续性假设:流体可视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。

稀薄空气和激波情况下不适合。

5. 密度0limV m m V V δδρδ→== 重度0lim V G Gg V Vδδγρδ→=== 比体积1v ρ=6. 相对密度:是指某流体的密度与标准大气压下4︒C 时纯水的密度(1000)之比w wS ρρρ=为4︒C 时纯水的密度 13.6Hg S = 7. 混合气体密度1ni ii ρρα==∑8. 体积压缩系数:温度不变,单位压强增量引起的流体体积变化率。

体积压缩系数的倒数为体积模量1P PK β=9. 温度膨胀系数:压强不变,单位温升引起的流体体积变化率。

10. 不可压缩流体:流体受压体积不减少,受热体积不膨胀,密度保持为常数,液体视为不可压缩流体。

气体流速不高,压强变化小视为不可压缩流体 11. 牛顿内摩擦定律: du dyτμ= 黏度du dyτμ= 流体静止粘性无法表示出来,压强对黏度影响较小,温度升高,液体黏度降低,气体黏度增加 μυρ= 。

满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体。

12. 理想流体:黏度为0,即0μ=。

完全气体:热力学中的理想气体第二章 流体静力学1. 表面力:流体压强p 为法向表面应力,内摩擦τ是切向表面应力(静止时为0)。

2. 质量力(体积力):某种力场对流体的作用力,不需要接触。

重力、电磁力、电场力、虚加的惯性力 3. 单位质量力:x y z Ff f i f j f k m==++ ,单位与加速度相同2m s 4. 流体静压强:1)流体静压强的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面,即沿着作用面的内法线方向2)在静止流体内部任意点处的流体静压强在各个方向都是相等的。

5. 流体平衡微分方程式(欧拉平衡方程) 6. 压差方程 ()x y z dp f dx f dy f dz ρ=++ 7. 势函数 ()()(),,x y z f f f x y zπππ∂-∂-∂-===∂∂∂ ()dp d ρπ=- 重力场质量力势函数gz π=8. 等压面:()0x y z d f dx f dy f dz c ππ-=++==每一点的等压面与该点质量力垂直9. 重力场中流体静力学基本方程:pdp gdz p gz C z C gρρρ=-→=-+→+= 静水头为常数z :位置水头(位置势能)pgρ:压力水头(压力势能) 10. 表压g a p p p =- 真空度v a p p p =-注:测压计测得是相对压强(表压),不是绝对压强 11. U 型管测压计: 12. 倾斜式微压计13. 等加速直线相对平衡等压面上()0dp adx gdz ax gz C ρ=--=⇒+= tan a gα=自由液面 0s a ax gz z x g+=⇒=-静压强分布 0()s p p g z z ρ=+-14. 等角速度旋转相对平衡等压面 2222()02r dp xdx ydy gz gz C ωρωω=+-=⇒-=自由液面2222022s r r gz z gωω-=⇒=静压强分布 0()s p p g z z ρ=+-注:旋转抛物体的体积等于同底等高圆柱体体积的一半 15. 作用在倾斜平面上的总压力只考虑液体压强'c F gh A ρ=作用点(不考虑大气压) cx D C C J y y y A =+⋅常用惯性矩: 矩形惯性矩3112bh圆形惯性矩414R π16. 作用在曲面上的总压力x x c xAF g hdA gh A ρρ==⎰ (作用点cxD C C J y y y A =+⋅)c h 为x A 的形心p V 是以AB 曲面为底,投影面积z A 为顶构成的体积,称为压力体有虚压力体和实压力体 17. 浮力:第三章 流体流动特性1. 流场:充满运动流体的空间称为流场,流场中流体质点的连续性决定表征流体质点运动和物性的参数(速度、加速度、压强、密度等)在流场中也是连续的。

并且随时间和空间而变化。

2. Lagrange 法和Euler 法:Lagrange 法着重于流体质点,通过研究每个流体质点来研究整个流场。

Euler 法着重于研究空间固定点的流动情况,研究某一点不同流体质点的运动来研究流场。

3. 流体质点的加速度: 4. 迹线和流线:迹线就是流体质点的运动轨迹,对应Lagrange 法。

迹线只与流体质点有、关;对不同的质点,迹线的形状可能不同;对一确定的质点,其轨迹线的形状不随时间变化流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。

该曲线上每点的速度矢量在该点与曲线相切。

对应Euler 法。

定常流动时迹线和流线重合。

除特殊点外,流线不能相交;如果相交,交点的速度必为05. 流线微分方程:dx dy dz u v w== 如 6. 流管:流线组成的管状曲面。

流管内的流体称为流束。

7. 有效截面(过流断面):流场空间中,处处与流线垂直的断面。

(平面或曲面)单位时间流过有效截面的流体数量为流量。

有效截面上流体同固体壁面边界接触部分的周长为湿周χ。

8. 当量直径:04e A D χ=矩形2e hbD h b=+ 环形21e D D D =- 管束 212124()44e s s d s s D d ddπππ-==- 9. 流体运动方式:平移、旋转、线变形、角变形 10. 旋转角速度:(绕x ,y ,z 轴的角速度)线变形率:,,xx yy zz u v wx y zεεε∂∂∂===∂∂∂ 角变形率:1()21()21()2yz zy xz zx xy yx w vy z u wz x v ux yεεεεεε∂∂==+∂∂∂∂==+∂∂∂∂==+∂∂ 记忆方法:脚注与角速度互补,再把角速度中间的符号取反 11. 无旋流动0ω=,有旋流动0ω≠ 12. 雷诺准则:Re Vd Vdρμν== 管内流动Re 2000≤层流,Re 2000>湍流 13. 定常流动:流动参数(V ,ρ,p )与时间无关,与时间有关为非定常流动。

第四章 流体动力学分析基础1. 系统和控制体:系统是一定质量的流体质点的集合。

在流动过程中,它始终包含了这些确定的流体质点,有确定的质量,而其表面则通常在不断地变形。

控制体就是流场中某个确定的空间区域。

控制体的边界称为控制面。

控制体的大小、形状是根据流动情况和边界位置任意选定的。

控制体确定后,它的形状和位置相对于所选定的坐标系一般是固定不变的。

2. 雷诺运输方程:定常流动意义:系统内物理量 B 随时间的变化率,等于控制体内该物理量随时间变化率加上通过控制面该物理量的净流出率。

3. 连续性方程:不可压缩定常流动1122V A V A =4. 伯努利方程:不可压缩、绝热、定常流动、理想流体、质量力为重力、沿流线一维流动(同一流管、流线)22V p z H g g ρ++= 22V g:速度水头 z :位置水头pgρ:压强水头 总水头为常数,流体静力学没有速度水头那一项5. 小孔出水6. 皮托管测流速'01''()2()2()p p gh gh V gh V ρρρρρρρϕρ-=--=-= 实际流体考虑黏性加修正因子ϕ 7. 文丘里管测流量 8. 动量定理:注:2u 为出口速度,有几项列几项 1u 为入口速度,有几项列几项 9. 对弯管作用力10. 射流对固体表面冲击力注:大气压合力为0分流前后压强不变,由伯努利方程知其速度 不变 11. 射流反推力 12. 微分形式连续性方程()00D u v wDt x y zu v w x y zρρ∂∂∂+++=∂∂∂∂∂∂++=∂∂∂ 二维不可压缩定常流动0u v x y∂∂+=∂∂ 13. 微分形式动量方程(纳维尔斯托克斯方程)222222222222222222()()()x y z Du p u u u f Dt x x y z Dv p v v v f Dt y x y zDw p w w wf Dt z x y z DVf p V Dtρρμρρμρρμρρμ∂∂∂∂=-+++∂∂∂∂∂∂∂∂=-+++∂∂∂∂∂∂∂∂=-+++∂∂∂∂=-∇+∆注:黏度为0,0μ=方程变为理想流体的Euler 运动方程定常流动是指0,0D t DtDu u u u uu v w Dt t x y z∂==∂∂∂∂∂=+++∂∂∂∂而不是二维定常流动不可压缩流体N-S 方程:14. 蓝姆运动微分方程 15. 无旋运动的Euler 积分22F V P C π++= 22V :动能 π:位势能 F P :压力势能不可压缩理想流体在重力作用下作定常流动有旋流动,沿一条流线各点单位重量流体的位势能,压力势能和动能的总和保持不变。

无旋流动,非但在同一流线上的各点,而且在整个流场中所有各点的总机械能保持不变。

连续性0ux∂=∂ 边界条件 ,0duy h dy== 忽略惯性力项Du Dtρ和22u x ∂∂第六章 不可压缩黏性流体的内部流动1. 理想流体:流体间无粘性,同一有效截面上流体速度大致相等,总水头保持不变黏性流体:流体间有粘性,贴壁流体质点速度为零,相对运动着的流层之间存在切向应力,形成阻力,要克服阻力维持流动,要消耗机械能,机械能不守恒。

2. 内部流动:流体被固体壁面包围,在管道或渠道中的流动。

3. 黏性流体沿流线的伯努利方程:2211221222wl V p V p z z h g g g gρρ++=+++ 注:1)不能在急变流处建立伯努利方程2) 伯努利方程中速度为平均速度4. 不可压缩粘性流体总流伯努利方程 总流方程使用条件:①定常流动; ②不可压缩流体;③作用于流体上的质量力只有重力; ④所选取的两个计算断面应符合渐变条件⑤粘性流体分流时 有能量输入5. 流动阻力损失 沿程阻力产生原理:1)液体具有粘滞性;(内因)2)固体边界的影响,液流内部质点间产生相对运动。

(外因)局部阻力产生原理 :在流道发生突变的局部区域,流动属于变化较剧烈的急变流,流动结构急剧调整,流速大小、方向迅速改变,往往伴有流动分离与旋涡运动,流体内部摩擦作用增大。

6. 圆管内层流(Re<2000):取圆柱体,运用牛顿内摩擦和受力分析求出u 与r 的关系7. 入口段长度层流:0.06Re e L d = 湍流25~40e Ld= 8. 平板间层流:化简N-S 方程9. 水力光滑εδ< 水力粗糙εδ> 相对粗糙度dε层流底层厚度 λδRe 8.32=d10. 尼古拉兹曲线:水力光滑管和水力粗糙湍流 11. 穆迪图注:层流和湍流(水力)光滑管区只与雷诺数有关 12. 局部阻力系数截面增大以V 1 为基准 2112(1)A A ξ=-以V 2 为基准 2221(1)A A ξ=- 截面缩小以V 2(小截面)为基准 2210.5(1)A A ξ=-13. 虹吸液体由管道从较高液位的一端经过高出液面的管段自动流向较低液位的另一端的作用。

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