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流体力学重点概念总结(可直接打印版)

第一篇：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：反映流体粘滞性大小的系数，单位：N•s/m2运动粘度：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无关；2．压心的位置与受压面倾角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。作用在曲面壁上的总压力—垂直分力作用于曲面上的静水总压力P的铅垂分力Pz等于该曲面上的压力体所包含的液体重，其作用线通过压力体的重心，方向铅垂指向受力面。帕斯卡原理：静止不可压缩流体内任意一点的压强变化等值传递到流体内的其他各点；重力场中静止流体等压面的特点（1）静止、同一水平面；（2）质量力仅有重力；（3）连通；（4）连通的介质为同一均质流；第三章流体运动学拉格朗日方法：是以流场中每一流体质点作为描述对象的方法，它以流体个别质点随时间的运动为基础，通过综合足够多的质点（即质点系）运动来确定整个流体的流动。----质点系法欧拉法：是以流体质点流经流场中各空间点的运动即以流场作为描述对象研究流动的方法——流场法。流体质点的加速度（流速对时间求导）有两部分组成：1）时变加速度（当地加速度）——流动过程中流场由于速度随时间变化而引起的加速度；2）位变加速度（迁移加速度）——流动过程中流场中速度分布不均，因位置变化而引起的加速度。流线流线的定义：是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。流线的性质：a、同一时刻的不同流线，不能相交。b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线。c、流线簇的疏密反映了速度的大小迹线迹线的定义：是指某一质点在某一时段内的运动轨迹线。层流与紊流层流：亦称片流，是指流体质点不互相混杂，流体质点作有条不紊的有序的直线运动。层流特点（1）有序性。（2）水头损失与流速的一次方成正比Hf=kv。（3）在流速较小且雷诺数Re较小时发生。（4）层流遵循牛顿内摩擦定律，粘性抑制或约束质点作横向运动。紊流：是指随流速增大，流层逐渐不稳定，质点相互混掺，流体质点沿很不规则无序的路径运动。紊流特点：①无序性、随机性、有旋性、混合性。②在圆管流中水头损失与流速的1.75~2次方成正比。Hf=kv1.75~2③在流速较大（雷诺数较大）时发生。紊流发生是受粘性和紊动共同作用的结果有压流与无压流（1）有压流：流体充满整个流动空间，在压力作用下的流动。（2）无压流：流体具有与大气相接触的自由表面（未充满整个流动空间），在重力作用下的流动。（3）满流：流体充满整个流动空间。（4）非满流：流体为充满整个流动空间。有旋流和无旋流有旋流：亦称“涡流”。流体质点（微团）在运动中不仅发生平动（或形变），而且绕着自身的瞬时轴线作旋转运动。无旋流：亦称“势流”、“有势流”。流体在运动中，它的微小单元只有平动或变形，但不发生旋转运动，即流体质点不绕其自身任意轴转动。恒定流与非恒定流恒定流：是指流场中的流体流动，空间点上各水力运动要素均不随时间而变化。严格的恒定流只可能发生在层流，在紊流中，由于