流体力学知识讲解

第一章1.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。

2.作用在流体上的力：表面力，质量力

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.质量力（体积力）：某种力场作用在流体全部质点（全部体积）上的质量力（体积力）。

5.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。

6.牛顿粘性应力公式：τ=μdV x

dy

，表明各流层间的切向应力和流体微团的角变形速度成正比，比例系数为流体的动力粘度。

7.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。

8.浸润现象：当液体和固体壁面接触时，若内聚力小于附着力，液体将在固体壁面上伸展开来，湿润固体壁面。

9.毛细现象：当液体和固体壁面接触时，若内聚力大于附着力时，液体将缩成一团，不湿润固体壁面。

第二章

10.流体静压强的两个特性: 一、流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。

二、静止流体中任一点流体静压强的大小与作用面在空间的方位无关，是点的坐标的连续可微函数。

11.欧拉平衡微分方程物理意义：f-1

ρ

∇p=0，在静止流体内的任一点上，作用在单位质量流体上的质量力与静压强的合力相平衡。

12.压强差公式：dp=ρ（f x dx+f y dy+f z dz），该式表明，流体静压强的增量取决于单位质量力和坐标增量。

13.等压面：在流场中压强相等的点组成的面。

14.等压面的微分方程：f·d r=0该式表明，在静止流体中，作用于任一点的质量力垂直于经过该点的等压面。

15.在重力场中等势面和等压面都是水平面。质量力不仅垂直于它们，而且始终指向势函数减小，即压强增加的方向。

正压流场：等压面与等密度面平行的流场。

正压流体：简称正压流场的流体为正压流体，不可压缩的流体是正压流体。

16.流体静力学基本方程的物理意义：z1+p1

ρg =z2+p2

ρg

第一项z是单位重量流体的位势能。

第二项p

ρg

是单位重量流体的压强势能。

物理意义：在重力作用下，静止的不可压缩流体中单位重量流体的总势能保持不变。

几何意义：在重力作用下，静止的不可压缩流体的静水头线和计示静水头线均为水平线。

17.压强的计量：

绝对压强：以完全真空为基准计量的压强。p = p a+ρgh

计示压强：以当地大气压为基准计量的压强。p e = p−p a=ρgh

当流体的绝对压强低于大气压强，计示压强为负。负计示压强称为真空

p v=-p e=p a-p

18. F p=ρgx c sinαA=ρgh c A即液体作用在平面上的总压力等于以该平面为底、平面形心的淹深为高的柱体的液体重量，并垂直指向平面。(书P47)

19.压力中心位置：若通过形心的坐标系中有任何一轴是平面的对称轴，则I cxy=0，

y D=y C，压力中心便在通过平面形心平行于x轴的直线上。

实压力体：作用在曲面上的总压力的垂直分力方向向下。

虚压力体：作用在曲面上的总压力的垂直分力方向向上。

第三章

20.欧拉法：该法着眼于整个流场中各空间点流动参数随时间的变化，综合流场中的所有点，便可得到整个流场流动参数的变化规律。

21.拉格朗日法：该法着眼于整个流场中各个流体质点的流动参数随时间的变化，综合流场中所有流体质点，便可得到整个流场流体的运动规律。

22.一维流动：流动参数是一个坐标的函数的流动。

二维流动：流动参数是两个坐标的函数的流动。

三维流动：流动参数是三个坐标的函数的流动。

23.迹线：流体质点的运动轨迹。

24.流线：是在给定时刻其上每一点的流体速度矢量均与该线相切的曲线。

25.流管：在流场中作一不是流线的封闭周线C，过该周线上的所有流线组成的管状表面。

流体不能穿越流管的表面流入或者流出，流管不会再流场中中止，定常流动的流管形状和位置不随时间变化。

26.流量：单位时间流过某截面的流体量。分为：体积流量，单位m3/s，用q

v

表

示；质量流量，单位为kg/s，用q

m

表示。

同一流束有效截面面积小的地方流速高，流线密集；有效截面面积大的地方流苏低，流线稀疏。

27.湿周：在总流的有效截面上，流体与固体壁面接触的长度。

水力半径：总流的有效截面面积和湿周之比。

圆管的直径是水力半径的4倍。

28.惯性坐标系中积分形式的动量方程：(书P73、P76)

ð

+∭vρdV

CV +∬vρv n dA

CS

=∭fρdV

CV

+∬p n dA

CS

表明控制体内流体动量的时间变化率与经过控制面流体动量净通量的矢量和等于作用在控制体内流体上所有外力的矢量和。