中國(guó)石油大學(xué)流體力學(xué)總復(fù)習(xí)剖析ppt課件

流體力學(xué)總復(fù)習(xí),1,2013.6.5 國(guó)航成都飛廣州CA4307航班起飛40分鐘后，雷達(dá)罩被外物撞擊，導(dǎo)致返航。 CA4307廣州航班剛起飛，疑似遭鳥擊，機(jī)組迅速返航，更換飛機(jī)后重新起飛，安抵廣州。,2,第一節(jié)、流體的基本概念 第二節(jié)、流體的主要物理性質(zhì) 第三節(jié)、作用在流體上的力,第一章、流體及其物理性質(zhì),3,一、流體的概念和特點(diǎn),二、連續(xù)介質(zhì)假設(shè),1. 流體質(zhì)點(diǎn)（流體微元）,2.連續(xù)介質(zhì)假設(shè),第一節(jié)、流體的基本概念,4,第二節(jié)、流體的主要物理性質(zhì),一、密度 液體的相對(duì)密度 二、 重度 三、壓縮性和膨脹性 1.壓縮性 2.膨脹性 3.可壓縮流體與不可壓縮流體,5,第二節(jié)、流體的主要物理性質(zhì),四、粘性 1. 概念 2. 牛頓內(nèi)摩擦定律5及適用條件 3. 粘性產(chǎn)生的原因及溫度對(duì)粘性的影響 4. 粘度 五、表面張力特性,6,第三節(jié)、作用在流體上的力,一、質(zhì)量力（遠(yuǎn)程力） 單位質(zhì)量力 二、表面力（近程力） 表面應(yīng)力 切（向）應(yīng)力 法（向）應(yīng)力,7,圓筒形盛水容器繞中心軸等角速旋轉(zhuǎn)，寫出圖中A(x,y,z)處流體質(zhì)點(diǎn)的單位質(zhì)量力表達(dá)式。,8,液體與氣體力學(xué)性質(zhì)的比較,9,§2.1流體靜壓力及其特性,一、流體靜壓強(qiáng) 基本特性 二、分析思路：四步法 三、壓強(qiáng)的表示方法和計(jì)量 1.絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空度 2.壓強(qiáng)的計(jì)量,10,§2.2流體平衡微分方程式,一、流體平衡微分方程式 推導(dǎo)及方法 方程意義 適用條件 二、平衡綜合式 綜合式 等壓面 定義、方程、性質(zhì),11,一、流體靜力學(xué)基本方程式,1. 幾何意義 2. 物理意義 3. 適用條件,§2.3重力作用下的流體平衡,12,§2.4小結(jié)（液體做等加速水平直線運(yùn)動(dòng)）,壓力分布規(guī)律： 等壓面特征： 1. 等壓面是一系列傾斜平面。 2. 等壓面的斜率： 3. 自由液面是等壓面，其方程：,13,§2.4小結(jié)（液體做勻角速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）,壓力分布規(guī)律 等壓面特征： 1. 等壓面是一系列同軸旋轉(zhuǎn)拋物面。 2. 等壓面與質(zhì)量力的關(guān)系：正交 3. 自由液面是等壓面，其方程：,14,§ 2.5小結(jié)（靜止流體作用在平面上的液體總壓力）,總壓力的大小 方向： 垂直指向作用面 作用點(diǎn),15,小結(jié)（§2.6 靜止流體作用在曲面上的總壓力）,總壓力的大小：分解-合成 方向： 垂直指向作用面 作用線 一定通過(guò)水平分力與鉛垂分力的交點(diǎn)。,16,§ 3.1 研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法,一、拉格朗日法（隨體法） 思路 拉格朗日變數(shù) 二、歐拉法（當(dāng)?shù)胤?、空間法） 思路 歐拉變數(shù) 全加速度,全加速度 = 當(dāng)?shù)丶铀俣?遷移加速度,17,§3.2 流體運(yùn)動(dòng)的基本概念,一、定常流動(dòng)與不定常流動(dòng) 二、均勻流與非均勻流 三、一維流、二維流和三維流 四、跡線與流線 五、流管、流束、總流 六、有效斷面、流量和斷面平均流速,18,§ 3.3 連續(xù)性方程,一、一維流動(dòng)的連續(xù)性方程 不可壓縮定常流 二、有分支流動(dòng)的一維連續(xù)性方程 三、三維流動(dòng)的連續(xù)性方程 不可壓縮定常流 可壓縮定常流,19,§ 3.4 理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程,適用條件 物理意義,一、歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程,20,§ 3.4 理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程,二、理想流體流線上的伯諾利方程 適用條件 物理意義 幾何意義,21,§3.5 定?？偭鞯牟Z利方程,水頭損失 定?？偭鞯牟Z利方程,適用條件 物理意義 緩變流及其特性 動(dòng)能修正系數(shù),22,§3.6 泵對(duì)液流能量的增加,二、泵的主要性能參數(shù) 揚(yáng)程H 流量Q 安裝高度Hs：泵軸心到液面的垂直距離。 泵功率（有效功率）,一、有能量輸入的伯諾利方程,23,物理意義 適用條件,七、定?？偭鞯膭?dòng)量方程,24,§4.1管路中流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因及分類,一、流動(dòng)阻力產(chǎn)生原因 外因：水力半徑、壁面粗糙度、長(zhǎng)度 內(nèi)因：粘性和慣性 二、流動(dòng)阻力和水頭損失分類 水頭損失分類 沿程水頭損失和局部水頭損失,25,三、兩種流動(dòng)狀態(tài)層流和紊流,流態(tài)可分為層流和紊流； 雷諾實(shí)驗(yàn) 流態(tài)判別準(zhǔn)則：雷諾數(shù) 雷諾數(shù)的定義：,26,常用力學(xué)相似準(zhǔn)則,27,§4.5圓管層流分析,一、 圓管層流運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析 1. 圓管流動(dòng)的切應(yīng)力分布 2. 圓管層流的速度分布 3. 圓管層流的流量哈根泊肅葉公式 4. 圓管層流的沿程水頭損失計(jì)算達(dá)西公式 二、N-S方程求解層流運(yùn)動(dòng) 連續(xù)性方程 N-S方程,28,§4.6圓管紊流運(yùn)動(dòng),紊流的結(jié)構(gòu)與速度分布 粘性底層速度近似直線分布 過(guò)渡區(qū) 紊流核心區(qū)對(duì)數(shù)分布或指數(shù)分布 水力光滑 ？ 水力粗糙 ？,29,小結(jié)圓管紊流運(yùn)動(dòng)規(guī)律,沿程損失系數(shù)與流態(tài)分區(qū) 紊流 水力光滑區(qū) 混合摩擦區(qū) 水力粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）,30,§4.8局部水頭損失的計(jì)算,1.突擴(kuò)管路的局部損失表達(dá)式 2.局部水頭損失的計(jì)算通式,包達(dá)公式,31,小結(jié)§5.1 壓力管路的基本概念,1. 有壓管路與自流管路 2. 長(zhǎng)管與短管 長(zhǎng)管： 短管：,32,小結(jié)§5.3 串、并聯(lián)管路的水力計(jì)算,定義 串聯(lián)管路的水力特性 節(jié)點(diǎn)流量平衡： 能量平衡： 并聯(lián)管路的水力特性 節(jié)點(diǎn)流量平衡： 能量平衡：,33,小結(jié)§5.4 定水頭孔口和管嘴出流,一、概念 二、 定水頭薄壁小孔口自由出流 三、定水頭薄壁小孔口淹沒(méi)出流 四、定水頭圓柱外伸管嘴自由出流,34,重要的計(jì)算,1.平面或曲面上總壓力的計(jì)算 p0=0(自由液面)、p00(等效自由液面) 2. 實(shí)際流動(dòng)伯諾利方程、連續(xù)性方程、動(dòng)量方程，甚至靜力學(xué)基本方程的聯(lián)合運(yùn)用 3. N-S方程求解 4.證明推導(dǎo) 量綱分析方法 求流線方程、加速度表達(dá)式 推導(dǎo)公式 5. 牛頓內(nèi)摩擦定律,35,答疑時(shí)間： 上午 8:30-11:30 下午 2:00-4:30 地點(diǎn): 工科樓B座7樓 白莉（B714，ALL） B730、B726、B720、B708（6月17，18，21） 考試時(shí)間：6月22日（16周周六）上午10:00-12:00 考試地點(diǎn)：南教205 自帶：計(jì)算器、尺子、鉛筆,36,