流体力学背诵吐血总结保90分
流体力学知识点总结
流体力学知识点总结流体力学是一门研究流体(包括液体和气体)运动规律以及流体与固体之间相互作用的学科。
它在工程、物理学、气象学、生物学等众多领域都有着广泛的应用。
下面将对流体力学中的一些重要知识点进行总结。
一、流体的性质1、流体的定义流体是一种在微小剪切力作用下就会连续变形的物质。
与固体不同,流体不能承受剪切力而保持固定的形状。
2、密度和重度密度是单位体积流体的质量,用ρ表示,单位通常为 kg/m³。
重度是单位体积流体所受的重力,用γ表示,单位通常为 N/m³,γ =ρg,其中 g 为重力加速度。
3、压缩性和膨胀性压缩性是指流体在压力作用下体积缩小的性质,膨胀性则是指流体在温度变化时体积膨胀的性质。
液体的压缩性和膨胀性通常较小,可视为不可压缩流体;而气体的压缩性和膨胀性较大。
4、粘性粘性是流体内部阻碍其相对运动的一种性质。
粘性力的大小与速度梯度和流体的粘性系数有关。
牛顿内摩擦定律给出了粘性力的表达式:τ =μ(du/dy),其中τ为粘性切应力,μ为动力粘性系数,du/dy 为速度梯度。
二、流体静力学1、静压力静止流体中,单位面积上所受的法向力称为静压力。
静压力的特性包括:方向总是垂直于作用面;静止流体中任意一点的静压力大小与作用面的方向无关。
2、静压强基本方程p = p₀+γh,其中 p 为某点的压强,p₀为液面压强,γ 为流体的重度,h 为该点在液面下的深度。
3、压力体压力体是由受力曲面、液体的自由表面以及两者之间的铅垂面所围成的封闭体积。
通过压力体可以确定流体对物体表面的垂直作用力的方向。
三、流体运动学1、流线和迹线流线是某一瞬时在流场中画出的一条曲线,曲线上各点的切线方向与该点的速度方向相同。
迹线则是某一流体质点在一段时间内的运动轨迹。
2、流管和流束流管是在流场中通过封闭曲线所围成的管状区域,流管内的流体称为流束。
3、连续性方程对于定常流动,质量守恒定律可表示为连续性方程:ρ₁v₁A₁=ρ₂v₂A₂,即流过不同截面的流体质量流量相等。
流体力学重点概念总结(可直接打印版)资料讲解
流体力学重点概念总结(可直接打印版)第一章绪论表面力:又称面积力,是毗邻流体或其它物体,作用在隔离体表面上的直接施加的接触力。
它的大小与作用面积成比例。
剪力、拉力、压力质量力:是指作用于隔离体内每一流体质点上的力,它的大小与质量成正比。
重力、惯性力流体的平衡或机械运动取决于:1.流体本身的物理性质(内因)2.作用在流体上的力(外因)牛顿通过著名的平板实验,说明了流体的粘滞性,提出了牛顿内摩擦定律。
τ=μ(du/dy)τ只与流体的性质有关,与接触面上的压力无关。
动力粘度μ:反映流体粘滞性大小的系数,单位:N•s/m2运动粘度ν:ν=μ/ρ第二章流体静力学流体静压强具有特性1.流体静压强既然是一个压应力,它的方向必然总是沿着作用面的内法线方向,即垂直于作用面,并指向作用面。
2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与其作用面的方位无关,即同一点上各方向的静压强大小均相等。
静力学基本方程: P=Po+pgh等压面:压强相等的空间点构成的面绝对压强:以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强 Pabs相对压强:以当地大气压为基准起算的压强 PP=Pabs—Pa(当地大气压)真空度:绝对压强不足当地大气压的差值,即相对压强的负值 PvPv=Pa-Pabs= -P测压管水头:是单位重量液体具有的总势能基本问题:1、求流体内某点的压强值:p = p0 +γh;2、求压强差:p – p0 = γh ;3、求液位高:h = (p - p0)/γ平面上的净水总压力:潜没于液体中的任意形状平面的总静水压力P,大小等于受压面面积A与其形心点的静压强pc之积。
注意:只要平面面积与形心深度不变:1.面积上的总压力就与平面倾角θ无关;2.压心的位置与受压面倾角θ无直接关系,是通过yc表现的;3.压心总是在形心之下,在受压面位置为水平放置时,压心与形心重合。
作用在曲面壁上的总压力—水平分力作用于曲面上的静水总压力P的水平分力Px等于作用于该曲面的在铅直投影面上的的投影(矩形平面)上的静水总压力,方向水平指向受力面,作用线通过面积Az的压强分布图体积的形心。
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。
流体力学 大学考试复习资料 知识点总结
第一章流体及流场的基本特性1、流体定义——受任何微小剪切力作用都会连续变形的物质。
2、流体的特性——流动性、连续性3、流体的主要物理性质【惯性:密度(单位体积流体内所具有的质量)、比容(单位质量的流体所占有的体积)、重度(单位体积的流体所具有的重量)、关系(流体的密度与比体积之间互为倒数)、密度影响因素(流体种类、温度、压力)】【压缩性(流体的体积随压力增大而缩小的性质)、膨胀性(流体的体积随温度升高而增大的性质)、不可压缩流体(当压力与温度变化时,体积变化不大,密度可以看作是常数的流体)】【粘性定义(流体流动时在流体层与层之间产生内摩擦力的特性)、影响因素(流体的种类、温度、压力)、粘度(动力黏度,运动黏度)、理想流体粘性】(理想流体——假想的没有黏性的流体、实际流体——自然界中存在的具有黏性的流体)(表面张力——液体自由表面存在的力、毛细现象——表面张力可以引起相当显著的液面上升或下降,形成上凸或下凹的曲面)4、水力要素(有效截面面积、湿周——有效截面上液体与固体壁接触线的长度、水力半径——有效截面面积与断面湿周的比值、当量直径——在非圆形的有效截面中,水力半径的四倍)(工程圆管——原因:1.在有效截面面积相等的条件下,湿周愈小,流体与管壁的接触线长度愈小,所引起的流动阻力损失也愈小。
2.节省材料.)5、运动要素(动压力——作用在运动液体内部单位面积上的压力、流速——该质点在空间中移动的速度、流量——单位时间内通过有效截面的流体数量、平均流速——假设在有效截面上的各点均以相同的假象速度流过时,通过的流量与实际力量相等,那么这个假想的流速为平均流速.)第二章流体静力学1、作用在流体上的力表面力:作用在流体表面上的力,与面积成正比。
(包括:压力、内摩擦力)质量力:作用在流体质点上的力,与质量成正比。
(包括:重力、惯性力、离心力)2、静压力概念:静压力(作用在质点上,流体力学)平均静压力(作用在面上,物理学)3、静压力特性:①静压力方向总是垂直并且指向作用面。
流体力学课程总结考试必备
8.4 层流边界层的微分方程
会利用量级分析法得出层流边界层微分方程,并 能写出边界条件。
8.5-8.7
(1)会利用卡门动量积分方程,计算平板上的
摩擦力。
ddF Dxwv2
d2
dx
.
18
(2)层流与湍流边界层基本特征上的差别
层流
湍流
速度分布: 较瘦
边界层厚度:
~
n
v
Rex1/ 2
丰满
故湍流边界层平均动 量大,不易分离
.
21
2. 边界层分离的判别准则
u y
0
0
边界层外 缘
E
2 3S
u y
0
0
1
dp 0 dx
dp 0 dx
dp 0 dx
5
u y
0
0
图9.5.1 边界层内的流动示意图
在分离点处
u y
y0
0
确定分离点S的位置 x s
——Plandtl分离判据(二维定常边界层流动)。
3. 分离流动的特性
边界层离体,形成尾流(尾迹)。
判断流函数是否存在:不可压缩流体平面流动才存 在流函数,否则不存在。
掌握流函数与流量之间关系;速度势与速度环量之 间的关系。已知流函数求速度势或反求。
.
12
7.11-7.14 简单势流及叠加原理
重点掌握几个结论:
(1)理想流体均匀等速绕过圆柱体的无环量流动, 升力和阻力都是0. (2)理想流体均匀等速绕过圆柱体的有环量流动, 升力不为0和阻力是0.
一、 摩擦阻力 是由于流体的粘性引起的,当流体绕流物体时,在表
面上形成了边界层,边界层内速度梯度大,粘性的牵制 作用使物体受到阻力。阻力发生在运动物体表面上。
流体力学知识点大全 吐血整理
1. 从力学角度看,流体区别于固体的特点是:易变形性,可压缩性,粘滞性和表面张力。
2. 牛顿流体: 在受力后极易变形,且切应力与变形速率成正比的流体。
即τ=μ*du/dy 。
当n<1时,属假塑性体。
当n=1时,流动属于牛顿型。
当n>1时,属胀塑性体。
3. 流场: 流体运动所占据的空间。
流动分类 时间变化特性: 稳态与非稳态空间变化特性: 一维,二维和三维流体内部流动结构: 层流和湍流流体的性质: 黏性流体流动和理想流体流动;可压缩和不可压缩流体运动特征: 有旋和无旋;引发流动的力学因素: 压差流动,重力流动,剪切流动4. 描述流动的两种方法:拉格朗日法和欧拉法拉格朗日法着眼追踪流体质点的流动,欧拉法着眼在确定的空间点上考察流体的流动5. 迹线:流体质点的运动轨迹曲线流线:任意时刻流场中存在的一条曲线,该曲线上各流体质点的速度方向与该曲线的速度方向一致性质 a.除速度为零或无穷大的点以外,经过空间一点只有一条流线b.流场中每一点都有流线通过,所有流线形成流线谱c .流线的形状和位置随时间而变化,稳态流动时不变迹线和流线的区别:流线是同一时刻不同质点构成的一条流体线;迹线是同一质点在不同时刻经过的空间点构成的轨迹线。
稳态流动下,流线与迹线是重合的。
6. 流管:流场中作一条不与流线重合的任意封闭曲线,通过此曲线的所有流线构成的管状曲面。
性质:①流管表面流体不能穿过。
②流管形状和位置是否变化与流动状态有关。
7.涡量是一个描写旋涡运动常用的物理量。
流体速度的旋度▽xV 为流场的涡量。
有旋流动:流体微团与固定于其上的坐标系有相对旋转运动。
无旋运动:流场中速度旋度或涡量处处为零。
涡线是这样一条曲线,曲线上任意一点的切线方向与在该点的流体的涡量方向一致。
8. 静止流体:对选定的坐标系无相对运动的流体。
不可压缩静止流体质量力满足 ▽x f =09. 匀速旋转容器中的压强分布p=ρ(gz -22r2ω)+c10. 系统:就是确定不变的物质集合。
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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.欧拉法:欧拉法又称当地法.它着眼于空间点,把流体的物理量表示为空间位置和时间的函数.空间点的物理量是指,某个时刻占据空间点的.流体质点的物理量,不同时刻占据该空间点的流体质点不同.速度场:速度场是由流体空间各个坐标点的速度矢量构成的场.速度场不仅描述速度矢量的空间分布,还可描述这种分布随时间的变化.定常流动:流动参数不随时间变化的流动.反之,流体参数随时间变化的流动称为不定长流动.迹线:流体质点运动的轨迹.在流场中对某一质点作标记,将其在不同时刻的所在位置点连成线就是该流体质点的迹线.流线:流线是指示某一时刻流场中各点速度矢量方向的假象曲线.流面:经过一条非流线的曲线上各点的所有流线构成的面.对于定常流场,流线也是迹线.脉线:脉线是相继通过某固定点的流体质点连城的线.流体线:在流场中某时刻标记的一串首尾相连接的流体质点的连线,称为该时刻的流体线.由于这一串流体质点由同一时刻的标记,每一个质点到达下一时刻的流体线位置时间相同,因此又称为时间线.流管:在流场中由通过任意非流线的封闭曲线上每一点流线所围成的管状面称为流管.流束:流管内的流体称为流束.总流:工程上还将管道和管道壁所围成的流体看做无数微元流束的总和,称为总流.恒定流:以时间为标准,若各空间点上的流动参数速度、压强、密度等皆不随时间变化,这样的流动是恒定流,反之为非恒定流.均匀流:若质点的迁移加速度为零,即流动是均匀流,反之为非均匀流.内流:被限制在固体避免之间的粘性流动称为内流.外流:外流通常是指流体对物体的外部绕流,固体壁面对流动的影响通常局限在有限的范围内,流场可以使无限的.按照流场中涡量是否为零,可以讲流体分为无旋流动和有旋流动.系统:是指一群确定的流体质点,在运动过程中系统的形状,体积,表面积可以不断的改变,但是要始终包含这些确定的流体质点.所有流体质点物理量的总和称为系统的物理量,更准确的应称为系统的广延量.系统的广延量随时间的变化率称为系统导数.控制体:流场中人为选定的空间几何区域.它的边界面称为控制面.流体的连续性原理:按照拉格朗日的观点,一个流体系统所包含的流体物质质量在流动过程中始终保持不变;按照欧拉的观点,如果流体的密度不变不可压缩流体,流进控制体的物质质量应该等于流出控制体的物质质量.通常将后者称为连续性原理.伯努力方程的适用条件:1. 无粘性流体.2. 不可压缩流体.3. 定长流动.4. 沿流线;沿总流的伯努力的方程适用条件:1.无粘性流体.2. 不可压缩流体.3. 定常流动.4. 沿流束,并且计算截面符合缓变流条件.非均匀流:分为渐变流和急变流,流体质点的迁移加速度很小的流动或是流线近于平行直线的流动定义为渐变流,反之为急变流均匀流的性质对于渐变流近似成立的原因:1、渐变流的过流断面近于平面,面上各点的速度方向近于平行; 2、渐变流过流断面上的动压强与静压强的分布规律相同湍流:湍流运动是各种大小和不同涡量的涡旋叠加而形成的流动,在湍流运动中随即和逆序运动并存.粘性影响区域:由壁面不滑移条件,在物体周围形成从物体熟读为零到外流速速梯度的区域.空化:液体内局部压强降低到液体的饱和蒸气压时,液体内部或液固交界面上出现的蒸气或气体空泡的形成、发展和溃灭的过程 .空蚀:当流场低压区产生的空泡运动到高压区时,或者局部流场由低压周期性的变为高压时,空泡将发生溃灭;液体中运动物体受空化冲击后,表面出现的变形和材料剥蚀现象,又称剥蚀或气蚀.空蚀的两种破坏形式:1.当空泡离壁面较近时,空泡在溃灭是形成的一股微射流连续打击壁面,造成直接损伤;2.空泡溃灭形成冲击波的同时冲击壁面,无数空泡溃灭造成连续冲击将引起壁面材料的疲劳破坏;边界层:当Re1时,粘性影响区域缩小到壁面区域狭窄的区域内称为边界层.边界层特点:1. 厚度很小;2. 随着沿平板流的深入,边界层的厚度不断增长;边界层分离:边界层分离又称流动分离,是指原来紧贴壁面流动的边界层脱离壁面的现象.声速:声速是弹性介质中微弱扰动传播速度的总称.其传播速度金和仅和戒指的弹性和质量之比有关.激波:理论分析和实验都表明,当一个强烈的压缩扰动在超声速流场中传播是,在一定条件下降形成强压波阵面,称为激波.范诺线:1. 当Ma=1时,ds=0,表示范诺线在最大熵值点上的速度达到声速;2. 当Ma<1,时ds与dT异号,表示温度下降时,比熵增大,状态沿范诺线上半支按顺时针方向进行.亚声速流在绝热摩擦管中加速,但是最多达到声速Ma=1,流动中温度、压强、密度均降低,总压也降低.、3. 当Ma>1时,ds与dT同号,表示温度上升时,比熵也增大,状态沿范诺线的下半支按照逆时针的方向进行.超声速在绝热摩擦管中减速,但是最多达到声速Ma=1,流动中的温度、压强、密度均增大,总压降低.绝热摩擦管中的雍塞现象实际管长L>Lmax时将会发生雍塞现象.1.对于亚声速流,雍塞造成的压强扰动可以向上游传播至入口,使入口发生溢流,直至出口截面正好是临界截面为止.2.对于超声速流,雍塞在管中产生激波,激波后变成亚声速流,使临界截面移至出口截面处.激波的位置视雍塞的严重条件而定,特别严重时激波的位置甚至发生在出口截面之前,形成溢流,是流量减少.瑞利线:1. 对于亚声速流Ma<1, 加热dq>0,将会引起流动加速dV>0,但是最多加速到Ma=1顺时针方向沿瑞利线上半支;2. 对于超声速流Ma>1, 冷却dq<0将会引起流动进一步加速dV>0顺时针方向沿瑞利线下半支,反之亦然.加热造成的雍塞现象:1.对于亚声速流,压强扰动逆向传至进口截面,造成溢流使流量减小;2.对于超声速流,雍塞在管中产生激波,时总压损失更大,激波向上游推移,这个过程直至进口截面前才停止.超声速气流先通过激波变成亚声速流,然后再造成溢流,减少流量后才能通过管道.多普勒效应:由于传来的声波的疏密不同,位于不同位置上的观察着将听到不同频率的声音,这种现象称为多普勒效应.马赫锥:流体以超声速流动时,此时马赫波不再保持平面,而是以O为顶点的向流场速度方向的扩张圆锥面,从点声源发出的球形压强的波阵面均与圆锥相切,该圆锥面称为马赫锥 ,母线称为马赫线,圆锥的半锥角称为马赫角;超声速流场的基本特征:在超声速流场中微弱的扰动波的传播是有界的;水头损失的的构成:1.沿程损失,是沿等截面管流动时管壁切应力引起的摩擦损失;2.局部损失,是由1.截面变化引起的速度的重新分布;2. 流体元相互碰撞和增加摩擦;3.二次流;4,流动分离形成漩涡等原因引起的损失.加速度公式的物理意义:B点加速度=B点速度随时间的变化率B的当地变化率+B因空间位置的差异而引起的变化率B点的沿各个轴方向的迁移变化率N-S方程的物理意义:质量×加速度惯性力=体积力+压差力压强梯度+粘性力粘性切应力的散度伯努力方程的物理意义:速度水头+位置水头+压强水头=总水头位置水头+压强水头=测压水头亥姆霍兹速度分解定律意义:M0点领域的另一点M的速度=M0点的速度+流体旋转+线应变速率+角变形速率引起的相对速度常用的流动分析方法:1.基本的物理定律质量守恒定律、牛顿运动定律动量和动量矩守恒定律、热力学第一定律能量守恒定律2.系统和控制体分析法;3.微分与积分的方法;4.量纲分析法;。
流体力学背诵吐血总结保90分
流体力学背诵总库第一章名词解释1.流体能够流动的物体叫流体,如果按照力学的术语进行定义,则在任何微小的剪切力的作用下都能够发生连续变形的物质称为流体。
所以气体、液体统称为流体。
2.自由液面液体和气体的交界称为自由液面。
3.流体的压缩性系数在一定温度下,单位压强增量引起的体积变化率,用以衡量流体压缩性的大小。
4.分离体在运动的流体中取一体积为V 的一团流体作为研究对象,在此称为分离体。
5.表面力在分离体的表面必然存在分离体以外的其他物体对分离体内的流体的作用力,这个力称为表面力。
6.质量力质量力是某种力场作用在全部流体质点上的力,其大小和流体的质量和体积成正比,故称为质量力或体积力。
7.流体的密度单位体积内流体所具有的质量,表征流体在空间的密集程度。
8.相对密度标准大气压下流体的密度与4℃时纯水的密度的比值(w f d ρρ=,为流体的密度,w ρ为4℃时纯水的密度) 9.比体积 单位质量流体所占的体积,即密度的倒数(ρ1==m v v ) 10.混合气体密度的计算式 ∑==+++=n i i i n n 12211αραραραρρ (其中i ρ为混合气体中各组分气体的密度;i α为混合气体中各组分气体所占体积的百分比)11.表面张力表面张力是使液体表面张紧的力,存在液体自由面上,以长度单位边界线上的拉应力来度量,因此也称为线力。
12.毛细现象毛细现象(又称毛细管作用)是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异上升或下降的现象。
13.内聚力液体分子间相互制约,形成一体的吸引力称为内聚力。
14.附着力当液体同固体壁面接触时,液体分子和固体分子之间的吸引力称为附着力。
15.流体质点在连续性的假设中,认为构成流体的基本单位是流体质点。
包含有足够多流体分子的微团,在宏观上流体微团的尺度和流动所涉及的物体的特征长度相比充分的小,小到在数学上可以作为一个点来处理。
而在微观上,微团的尺度和分子的平均自由行程相比又要足够大。
《流体力学考》考点重点知识归纳(最全)
《流体力学考》考点重点知识归纳1.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。
2.流体质点:(流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律)(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;3.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。
4.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。
5.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:6.牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。
7.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。
8.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。
9.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。
流体力学知识点总结
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ΔF ΔP ΔT A ΔAV τ 法向应力周围流体作用的表面力 切向应力 A P p ∆∆=A T ∆∆=τAFA ∆∆=→∆limδA Pp A A ∆∆=→∆lim0为A 点压应力,即A 点的压强ATA ∆∆=→∆lim0τ 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 F f m=2m s3/1000m kg =ρ3/2.1mkg =ρ牛顿内摩擦定律: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。
(3) 压缩性和膨胀性压缩性:流体受压,体积缩小,密度增大,除去外力后能恢复原状的性质。
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。
2024流体力学知识点总结
流体力学知识点总结
流体的定义:液体和气体统称为流体。
流体的主要物理性质:
(1) 惯性:流体具有保持其原有运动状态的倾向,这种性质称为惯性。
流体的惯性可用单位质量流体所具有的惯性动能来衡量。
(2) 粘性:流体具有内摩擦力的性质,称为粘性。
粘性使流体在流动时产生内摩擦力,这种内摩擦力称为粘性摩擦力。
粘性可用动力粘度或运动粘度来表示。
(3) 压缩性和膨胀性:流体的体积随压力的改变而改变的性质称为压缩性。
压缩性用体积压缩系数来表示。
流体的密度随压力的改变而改变的性质称为膨胀性。
膨胀性用体膨胀系数来表示。
(4) 流动性:流体在静止时没有固定的形状,而能随压力的变化而改变其形状,并能在各个方向上延伸,这种性质称为流动性。
流体力学中的基本方程:
(1) 连续方程:质量守恒原理的流体力学表达式。
(2) 动量方程:牛顿第二定律在流体力学中的应用。
(3) 能量方程:能量守恒原理在流体力学中的应用。
流体流动的类型:层流和湍流。
流体流动的物理特性:流速、压强、密度等。
流体流动的基本规律:伯努利定理、斯托克斯定理等。
流体流动的数值模拟方法:有限差分法、有限元法等。
流体力学知识点经典总结
流体力学绪论一、流体力学的研究对象流体力学是以流体(包括液体和气体)为对象,研究其平衡和运动基本规律的科学。
主要研究流体在平衡和运动时的压力分布、速度分布、与固体之间的相互作用以及流动过程中的能量损失等。
二、国际单位与工程单位的换算关系21kg 0.102/kgf s m =•第一章 流体及其物理性质(主要是概念题,也有计算题的出现)一、流体的概念流体是在任意微小的剪切力作用下能发生连续的剪切变形的物质,流动性是流体的主要特征,流体可分为液体和气体二、连续介质假说流体是由空间上连续分布的流体质点构成的,质点是组成宏观流体的最小基元三、连续介质假说的意义四、常温常压下几种流体的密度水-----998 水银-----13550 空气-----1.205 单位3/kg m五、压缩性和膨胀性流体根据压缩性可分为可压缩流体和不可压缩流体,不可压缩流体的密度为常数,当气体的速度小于70m/s 、且压力和温度变化不大时,也可近似地将气体当做不可压缩流体处理。
六、流体的粘性流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性,而内摩擦力则是粘性的动力表现,粘性的大小用粘度来度量,粘度又分为动力粘度μ和运动粘度ν,它们的关系是μνρ=七、牛顿内摩擦定律du dy τμ=八、温度对流体粘性的影响温度升高时,液体的粘性降低,气体的粘性增加。
这是因为液体的粘性主要是液体分子之间的内聚力引起的,温度升高时,内聚力减弱,故粘性降低;而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动,温度越高,热运动越强烈,所以粘性就越大流体静力学一、流体上力的分类作用于流体上的力按作用方式可分为表面力和质量力两类。
清楚哪些力是表面力,哪些力是质量力二、流体静压力及其特性(重点掌握)当流体处于静止或相对静止时,流体单位面积的表面力称为流体静压强。
特性一:静止流体的应力只有法向分量(流体质点之间没有相对运动不存在切应力),且沿内法线方向。
特性二 在静止流体中任意一点静压强的大小与作用的方位无关,其值均相等。
(完整)流体力学公式总结,推荐文档
此得静压强的全d 微p 分 为p: d x p d y p d z x y z
4.欧拉平衡微分方程式
*注:旋势判断:有旋无势 流函数是否满足拉普拉斯方程:
2 2 0 x2 y2
8.等压面微分方程式 .fxdx + fydy + fzdz = 0 9.流体静力学基本方程 对于不可压缩流体,ρ = 常数。积分得: 形式一 p + gz = c
形式二 ρp1ρ gz1gz p2 2 c
形式三 z1zρpg1ρ
铰鼓物窒寒陷妨筐咀骋贩泞胸函鹿朱聪或梭膝冤侠瘫诸渺泉蔗东讯撇祈薄俘赔毙段悉醛敛架墒瘦神胰讲彼稼漏碴典晒吸森荐波瘦赠怒杜纠传抉骡侗埔鞭必茁梳靶批靖呐拍怖者理且遇涅汁皆雹瓤职绿狂媳维僵峨炊悄苟咨苗乏徘褥感系丽彝褐比
工程流体力学公式总结
第二章 流体的主要物理性质 流体的可压缩性计算、牛顿内摩擦定律的计算、粘度的三种表示方法。
f xρd
x
d
y
d
z
p x
d
x
d
y
d
z
0
f
yρd
x
d
y
d
z
p y
d
x
d
y
d
z
0
f zρd
x
d
y
d
z
p z
d
x
d
y
d
z
0
单位质量流体的力平衡方程为:
fx
ρ1
p x
流体力学 总结 复习
流体力学总结+复习第一章绪论一、流体力学与专业的关系流体力学——是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科。
主要研究在各种力的作用下,流体本身的状态,以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。
研究对象:研究得最多的流体是液体和气体。
基础知识:牛顿运动定律、质量守恒定律、动量(矩)定律等物理学和高等数学的基础知识。
后续课程:船舶静力学、船舶阻力、船舶推进、船舶操纵等都是以它为基础的。
二、连续介质模型连续介质:质点连续地充满所占空间的流体。
流体质点(或称流体微团):忽略尺寸效应但包含无数分子的流体最小单元。
连续介质模型:流体由流体质点组成,流体质点连续的、无间隙的分布于整个流场中。
三、流体性质密度:单位体积流体的质量。
以ρ表示,单位:kg/m3重度:单位体积流体的重量。
以γ表示,单位:N/m3密度和重度之间的关系为:流体的粘性:流体在运动的状态下,产生内摩擦力以抵抗流体变形的性质。
,其中μ为粘性系数,单位:N·s/m2=Pa·sm2/s粘性产生的原因:是由流动流体的内聚力和分子的动量交换所引起的。
牛顿流体:内摩擦力按粘性定律变化的流体。
非牛顿流体:内摩擦力不按粘性定律变化的流体。
四、作用于流体上的力质量力(体积力):其大小与流体质量(或体积)成正比的力,称为质量力。
例如重000lim,lim,limy xzm m m F F F Y Z mm m→→→=== 表面力:五、流体静压特性特性一:静止流体的压力沿作用面的内法线方向特性二:静止流体中任意一点的压力大小与作用面的方向无关,只是该点的坐标函数。
六、压力的表示方法和单位绝对压力p abs :以绝对真空为基准计算的压力。
相对压力p :以大气压p a 为基准计算计的压力,其值即为绝对压力超过当地大气压的数值。
p=p abs - p a真空度p v :p v =p a - p abs = - p国际单位制(SI ):N /m 2 或 Pa 。
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。
流体力学知识点大全
流体力学-笔记参考书籍:《全美经典-流体动力学》《流体力学》张兆顺、崔桂香《流体力学》吴望一《一维不定常流》《流体力学》课件清华大学王亮主讲目录:第一章绪论第二章流体静力学第三章流体运动的数学模型第四章量纲分析和相似性第五章粘性流体和边界层流动第六章不可压缩势流第七章一维可压缩流动第八章二维可压缩流动气体动力学第九章不可压缩湍流流动第十章高超声速边界层流动第十一章磁流体动力学第十二章非牛顿流体第十三章波动和稳定性第一章绪论1、牛顿流体:剪应力和速度梯度之间的关系式称为牛顿关系式,遵守牛顿关系式的流体是牛顿流体。
2、理想流体:无粘流体,流体切应力为零,并且没有湍流?。
此时,流体内部没有内摩擦,也就没有内耗散和损失。
层流:纯粘性流体,流体分层,流速比较小;湍流:随着流速增加,流线摆动,称过渡流,流速再增加,出现漩涡,混合。
因为流速增加导致层流出现不稳定性。
定常流:在空间的任何点,流动中的速度分量和热力学参量都不随时间改变,3、欧拉描述:空间点的坐标;拉格朗日:质点的坐标;4、流体的粘性引起剪切力,进而导致耗散。
5、无黏流体—无摩擦—流动不分离—无尾迹。
6、流体的特性:连续性、易流动性、压缩性 不可压缩流体:0D Dtρ= const ρ=是针对流体中的同一质点在不同时刻保持不变,即不可压缩流体的密度在任何时刻都保持不变。
是一个过程方程。
7、流体的几种线流线:是速度场的向量线,是指在欧拉速度场的描述; 同一时刻、不同质点连接起来的速度场向量线; (),0dr U x t dr U ⇒⨯=迹线:流体质点的运动轨迹,是流体质点运动的几何描述; 同一质点在不同时刻的位移曲线; 涡线:涡量场的向量线,(),,0U dr x t dr ωωω=∇⨯⇒⨯=涡线的切线和当地的涡量或准刚体角速度重合,所以,涡线是流体微团准刚体转动方向的连线,形象的说:涡线像一根柔性轴把微团穿在一起。
第二章 流体静力学1、压强:0limA F dFp A dA ∆→∆==∆静止流场中一点的应力状态只有压力。
流体力学期末考试总结
1 V p V
11
单位:Pa-1
§1.2 流体的压缩性和膨胀性
2、体积弹性模数(模量)K 体积压缩系数的倒数,表示流体产生单位体积的相对 变化量时所需要的压力增量。
K 1
p
p
V V
K↑,压缩性↓,抗压性能↑。 压缩性:气体〉液体〉固体 二、压缩流体与不可压缩流体 不可压缩流体:能够忽略其压缩性的流体。 可压缩流体:不可忽略其压缩性的流体。 注意:划分非绝对。
s
100 %
↑, 湿空气吸收水蒸气的能力↓ 。 注: 1 人体感到舒适, =60%~70%。 2 气压传动技术规定,各种阀内空气 ≤90%。
21
§1.3 气体的重要性质
2、含湿量 1)质量含湿量 1kg质量的干空气中所混合的水蒸气的质量。
d mV m da 100 %
流体力学基础 总结
1
绪论
一、流体力学含义 ——研究流体的运动和平衡规律以及流体和固体之间 相互作用的一门学科 。 二、研究对象 流体:可以流动的物质 在微小剪切力作用下,就能够连续不断地发生变形 (流动)的物质。 基本特征:可流动性,不能承受拉力和剪切力,无固 定形状。
2
绪论
液体 流体 气体
特性: 1)液体存在自由界面,气体则无; 2)液体容积一定,气体无固定容积; 3)气体易于压缩,而液体压缩性很小。 共性: 不考虑自由界面和压缩性的影响时,具有共性。
pv
nபைடு நூலகம்
const
n——多变指数 注意:严格讲,气体状态变化过程大多属于多变过程。
17
§1.3 气体的重要性质
二、空气的密度 空气的密度随温度和压力的变化而变化 在热力学温度为273.16K,绝对压力p0=1.013×105Pa 时空气的密度为0=1.293kg/m3左右。
流体力学必考题总结
流体力学必考题总结第一篇:流体力学必考题总结质量力:作用在流体的每一个质点,其大小与流体的质量成比例。
流线:某一时刻在流场中画出的一条空间曲线年,在该时刻,曲线上所有质点的流苏矢量都与该曲线相切。
渐变流:指各流线接近于平行直线的流动。
急变流:或流线之间的夹角较大,或流线之间的曲率半径较小,或兼而有之。
有压流:流体过流断面周界全部为固体边界所限定时,称有压流。
无压流:流体过流断面部分被固体边界所限,并且有自由表面。
总水头:位置水头,压强水头,速度水头之和成为总水头。
沿程水头损失:由于沿程阻力做功而引起的水头损失。
沿程阻力:由于流体的粘性作用而产生的流动阻力。
局部水头损失:由局部阻力引起的水头损失。
局部阻力:当流体在流程的某一局部区域,发生固体边界的急剧改变,流速分布发生变化的局部区域上产生的流动阻力称为局部阻力。
水力最优断面:当I ,n 和A一定时,使所通过的流量Q最大的断面形式或者使水力半径R最大,即湿周X最小的断面形式。
临界底坡:当明渠做均匀流动时的正常的正常水深恰好等于该流量下的临时水深断面比能:以各断面最低点为计算基准面的单位重量液体所具有的机械能。
水文统计法(数理统计法):根据水文现象具有的随机特性,以概率论为基础,运用数理统计方法,处理长期实测所获得的水文资料,求得水文现象特征值的统计规律,为工程规划、设计提供所需的水文数据。
流域:河流的地面和地下集水区域,称为流域。
水流携沙力:在一定的水力和边界条件下,单位体积水流所能携带泥沙的最大数量。
重现期:等于或大于某一量值的随机变量平均多少年或多少次出现一次的时距。
等容直(粒)径:与泥沙颗粒同体积的球体直径。
桥位:是桥梁、引道路堤及调治构筑物三者位置的总和。
流线:是一条有许多流体质点连接而成的光滑曲线。
堰流:水流从障碍物上溢流至下游的水流现象。
简答题1 粘性流体总流波努力方程的前提假设:1恒定流 2密度为常数,不可压缩的均质流体 3质量力只有重力 4计算断面为渐变流断面5流动过程中没有流量的流入或流出,能量的输入或输出。
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流体力学背诵总库第一章名词解释1.流体能够流动的物体叫流体,如果按照力学的术语进行定义,则在任何微小的剪切力的作用下都能够发生连续变形的物质称为流体。
所以气体、液体统称为流体。
2.自由液面液体和气体的交界称为自由液面。
3.流体的压缩性系数在一定温度下,单位压强增量引起的体积变化率,用以衡量流体压缩性的大小。
4.分离体在运动的流体中取一体积为V 的一团流体作为研究对象,在此称为分离体。
5.表面力在分离体的表面必然存在分离体以外的其他物体对分离体内的流体的作用力,这个力称为表面力。
6.质量力质量力是某种力场作用在全部流体质点上的力,其大小和流体的质量和体积成正比,故称为质量力或体积力。
7.流体的密度单位体积内流体所具有的质量,表征流体在空间的密集程度。
8.相对密度标准大气压下流体的密度与4℃时纯水的密度的比值(w f d ρρ=,为流体的密度,w ρ为4℃时纯水的密度) 9.比体积 单位质量流体所占的体积,即密度的倒数(ρ1==m v v ) 10.混合气体密度的计算式 ∑==+++=n i i i n n 12211αραραραρρ (其中i ρ为混合气体中各组分气体的密度;i α为混合气体中各组分气体所占体积的百分比)11.表面张力表面张力是使液体表面张紧的力,存在液体自由面上,以长度单位边界线上的拉应力来度量,因此也称为线力。
12.毛细现象毛细现象(又称毛细管作用)是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异上升或下降的现象。
13.内聚力液体分子间相互制约,形成一体的吸引力称为内聚力。
14.附着力当液体同固体壁面接触时,液体分子和固体分子之间的吸引力称为附着力。
15.流体质点在连续性的假设中,认为构成流体的基本单位是流体质点。
包含有足够多流体分子的微团,在宏观上流体微团的尺度和流动所涉及的物体的特征长度相比充分的小,小到在数学上可以作为一个点来处理。
而在微观上,微团的尺度和分子的平均自由行程相比又要足够大。
16.流体的粘性流体流动时产生内摩擦力的性质称为流体的粘性。
17.流体运动粘度将流体动力粘度与密度的比值定义为运动粘度。
简答题1.流体力学的基本任务?建立以及求解描述流体运动和平衡的基本方程2.一般流体力学的研究对象?气体和液体3.流体力学的研究内容?静力学和动力学静力学:流体的平衡规律,及在平衡状态下流体和固体的作用力问题。
动力学:流体的运动规律,及在运动状态下流体和固体的作用力问题。
4.什么是连续介质模型?其适用条件是什么?答:在流体力学研究中将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质这就是连续介质模型。
当研究所涉及的物体的特征长度与分子的平均自由行程相比足够大时才适用。
5.简述影响粘性的因素。
一、液体分子间的引力,当流体微团发生相对运动时,必须克服相邻分子间的引力;二、流体分子的热运动,当流体层之间作相对运动时,由于分子的热运动,使流体层之间产生质量交换。
6.简述固体和流体特征差异(1)静止状态下,固体能同时承受剪切应力和法向应力,而流体仅能承受法向应力。
(2)在力的作用下发生变形,固体的变形量和作用力的大小成正比,而流体则是角变形速度和剪切应力有关。
(3)当作用力停止作用时,固体可以恢复原来的形状,而流体只能停止变形,而不能返回原来的位置。
7.什么是流体的压缩性和膨胀性?答 流体在一定的温度下压强增大,体积减少;在压强一定时,温度变化体积也要发生相应的变化。
所有流体都具有这种特性,流体的这种性质称为流体的压缩性和膨胀性。
8.举例说明怎么样确定流体是可压缩的或是不可压缩的。
答 流体的可压缩性要是具体情况而定。
例如在研究水下爆炸、普通中的水击和柴油机高压油管中柴油的流动过程时,由于压强变化比较大,而且过程变化非常迅速,必须考虑压强对密度的影响,即要把液体作为可压缩流体来处理。
又如,用管道输送煤气时,由于流动过程中压强对温度的变化都很小,其密度变化很小,可作为不可压缩流体来处理。
9.简述连续介质模型内容将流体作为由无穷多稠密,没有间隙的流体质点构成的连续介质。
10.简述流体粘性的含义流体在流动时产生内摩擦力的性质称为流体的粘性11.影响粘性的因素流体分子间的引力,流体分子的热运动12.流体粘性所产生的两种效应流体内部各流体微团之间会产生粘滞力;流体将粘附于它所接触的固体表面。
第二章名词解释1.流体静力学基本方程及适用条件z+p /ρg=c 适用于不可压缩重力流体平衡状态。
2.总势能p /ρg 单位重力作用下流体的压强势能,位势能和压强势能之和称为总势能。
3.流体静力学基本方程的物理意义当连续不可压缩的重力流体处于平衡状态时,在流体中的任意点上,单位重力下流体的总势能为常数。
4.流体静力学基本方程的几何意义不可压缩的重力流体处于平衡状态时,静水头线或者计示静水头线为平行于基准面的水平线。
5.流体静压强的传递现象(帕斯卡原理)均值不可压缩的重力流体处于平衡状态时,自由液面上的压强p 0对内部任意点上的影响是同样的,即施加于自由液面的压强,将以同样的大小传递到液体内部任意点上。
6.绝对压强以绝对真空为基准度量的压强称为绝对压强,用p 表示。
7.计示压强以大气压为基准度量的压强称为计示压强或相对压强,用p a 表示。
8.真空状态和真空当被测流体的绝对压强低于大气压时,测得的计示压强为负值,此时,称该流体处于真空状态。
负的表压强称为真空,用p v 表示。
9.静压强当流体处于平衡或相对平衡状态时,作用在流体上的应力只有法向应力而没有切向应力,此时,流体作用面上负的法向应力就是静压强p,即:10.浮体流体力学中将部分沉浸在液体中的物体称为浮体。
11.潜体全部沉浸在液体中的物体称为潜体。
12.沉体沉入液体底部固体表面的物体称为沉体。
简答题1.欧拉平衡微分方程2.写出流体静力学基本方程的几种表达式,说明流体静力学基本方程的适用范围以及物理意义、几何意义。
z+p /ρg=c z 1+p 1/ρg=z 2+p 2/ρg适用范围:适用于不可压缩重力流体平衡状态。
物理意义:当连续不可压缩的重力流体处于平衡状态时,在流体中的任意点上,单位重力下流体的总势能为常数。
几何意义:不可压缩的重力流体处于平衡状态时,静水头线或者计示静水头线为平行于基准面的水平线。
3.什么是绝对压强、计示压强和真空?他们之间有什么关系?绝对压强:以绝对真空为基准度量的压强称为绝对压强,用p 表示。
计示压强:以大气压为基准度量的压强称为计示压强或相对压强,用p e 表示。
真空:负的表压强称为真空,用p v 表示。
4.流体静压强有哪两个特性?①流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。
②在静止流体中的任一点上,来自任意方向上的静压强都是相等的。
5.什么是静压强?它的表达式为?作用在静止流体单位面积上的力为静压强。
Pn=-dF/dA=-Pnn第三章名词解释1.定常流动将流场中流动参数均不随时间发生变化的流动称为常定流动2.非常定流动将流场中流动参数均随时间改变的流动称为非常定流动3.三维流动在直角坐标系中,若流动参数是x、y、z三个坐标的函数,称这种流动为三维流动4.二维流动在直角坐标系中,若流动参数是x、y两个坐标的函数,称这种流动为二维流动5.一维流动在直角坐标系中,若流动参数是x一个坐标的函数,称这种流动为一维流动简答题1.能量守恒定律的内容是什么?系统内的流体能量在流动过程中的时间变化率等于质量力功率、表面力功率和系统在单位时间内与外界交换热量之和。
2.试描述理想流体微元流束伯努利方程中各项的物理意义和几何意义,并说明方程的适用范围。
答:v²/2g+z+p/ρg=H①适用于理想不可压缩的重力流体作一维定常流动时的一条流线或者一个微元流管上。
②几何意义:理想不可压缩的重力流体作一维定常流动时,沿任意流线或者微元流束,单位重量流体的速度水头、位置水头、压强水头之和为常数,即总水头线为平行于基准面的水平线。
③物理意义:v²/2g:单位质量流体的动能gz:位置势能p/ρ:压强势能3.什么是迹线及其微分方程?流体质点在流场中运动时,由一点到另一点所描绘出的轨迹称为迹线,迹线是拉格朗日法的研究内容。
4.流线的含义?流线是流场中某一瞬时的光滑曲线,该曲线上的流体质点的运动方向均和该曲线相切。
5.什么是流束、微元流束?充满流管的一束流体称为流束,截面积无穷小的流束为微元流束。
6.缓变流和急变流的定义流束内流线的夹角很小,流线的曲率半径很大,近乎平行直线的流动,称为缓变流,否则为急变流。
流体在直管道内的流动为缓变流,在管道截面积变化剧烈、流动方向发生改变的地方,如突扩管、突缩管、弯管、阀门等处的流动为急变流。
7.什么是湿周、水力半径、当量直径?在总流的有效截面上,流体与固体壁面的接触长度称为湿周。
总流的有效截面积和湿周之比定义为水力半径。
与圆形管道相比,非圆形管道的当量直径用4倍的水力半径表示。
8.简述流线具有的重要性质:(1)在定常流动中流线不随时间改变其位置和形状,流线和迹线重合。
而在非定常流动中,由于各空间点上速度随时间变化,流线的形状和位置是在不停地变化的;(2)流线不能彼此相交和折转,只能平滑过渡,在流场中的同一空间点上,只有一条流线通过;(3)流线密集的地方流体流动的速度大,流线稀疏的地方流动速度小。
9.试分析流线和迹线的区别:流线是流场中瞬时曲线,描述的是某一瞬时处在该曲线上的众多流体质点的运动方向;迹线则是和时间过程有关的曲线,描述的是一个流体质点在一段时间内由一点运动到另一点的轨迹。
第四章名词解释1.重力相似准则两种流动的重力作用相似,它们的弗劳德数必定相等,即Fr'=Fr,反之亦然。
这就是重力相似准则,又称弗劳德准则2.黏性力相似准则两种流动的黏性力作用相似,它们的雷诺数必定相等,即Re'=Re,反之亦然。
这就是黏性力相似准则,又称雷诺准则。
3.压力相似准则两种流动的压力作用相似,它们的欧拉数必定相等,即Eu'=Eu,反之亦然,这就是压力相似准则,又称欧拉准则。
4.弹性力相似准则两种流动的弹性力作用相似,它们的柯西数必定相等,即Ca'=Ca,反之亦然。
这就是弹性力相似准则,又称柯西准则。
5.表面张力相似准则两种流动的表面张力作用相似,它们的韦伯数必定相等,即We'=We,反之亦然。
这就是表面张力作用相似准则,又称韦伯准则。
6.非定常性相似准则两种非定常流动相似,它们的斯特劳哈尔数必定相等,即Sr'=Sr,反之亦然。
这就是非定常相似准则,又称斯特劳哈尔准则。
7.几何相似几何相似是指模型和原型的全部对应线性长度的比值为一定常数。
简答题1.常用的相似准则数有哪些?分别阐述每个准则数的物理意义。
弗劳德数:其物理意义为惯性力与重力的比值雷诺数:其物理意义为惯性力与黏性力的比值欧拉数:其物理意义为总压力与惯性力的比值柯西数:其物理意义为惯性力与弹性力的比值韦伯数:其物理意义为惯性力与表面张力的比值斯特劳哈尔数:其物理意义为当地惯性力与迁移惯性力的比值2.表征流动过程的物理量按其性质能分几类?哪三类?答:三类描述几何形状的,如从长度,面积,体积等;描述运动状态的,如速度,加速度,体积流量等;描述动力特征的,如质量力,表面力,动量等。