工程流体力学课件3流体动力学基础.ppt

Engineering Fluid Mechanics
工程流体力学
第1章流体及其主要物理性质
第2章流体静力学
第3章流体动力学基础
第4章流动阻力和水头损失
第5章孔口、管嘴出流及有压管流
第6章明渠均匀流
第7章明渠水流的两种流态及其转换
目录
第三章流体动力学基础
第一节描述流体运动的两种方法
第二节流体运动的基本概念
第三节恒定流动的连续性方程
第四节恒定元流的能量方程
第五节恒定总流的能量方程
第六节恒定总流的动量方程
教学目的和任务
教学目的:掌握研究流体运动的方法,了解流体流动的基本概念。通过分析得到理想流体运动的基本规律,为后续流动阻力计算、管路计算打下牢固的基础。
基本内容
(1)正确使用流体流动的连续性方程式;
(2)弄清流体流动的基本规律——伯努利方程,得出比较符合客观实际的计算公式;掌握伯努利方程的物理意义、几何意义、使用条件及其应用。
(3)动量方程的应用
重、难点
、伯努利方程和动量方程。
。
静止流体(不论理想或实际流体)
运动理想流体
p
P= - pn
p
P= - pn
p :动压强
p :静压强
定义
流体的动压强
第一节描述流体运动的两种方法
流场——充满运动流体的空间称为流场
描述流体运动的方法
拉格朗日法:跟踪着眼于流体质点,跟踪质点并描述其运动历程
欧拉法:布哨着眼于空间点,研究质点流经空间各固定点的运动特性
一、拉格朗日法:研究对象为流场中的各流体质点,也即研究流场中每个流体质点的运动参数随时间 t 的变化规律。
初始时刻t0 某质点(a,b,c,to)
新的时刻t 质点(x,y,z,t )
a,b,c,t —拉格朗日变量
流场中全部质点都包含
在(a,b,c)的变数中
该法概念清晰,易懂;但数学计算繁琐,表达式不易简化。使用不广泛。
其它运动要素和物理量的时间历程也可用拉格朗日法描述,如速度、密度等.
二、欧拉法:研究对象为流场中的各空间点,也即研究流体质点在某一时刻 t 经过某一空间点时的运动参数的变化规律。
不同时刻不同的流体质点通过空间某一点,即分析流动空间某固定位置处,流体运动要素(速度、加速度)随时间变化规律
同一流体质点在不同时刻经过空间不同点,即分析某一空间位置转移到另一位置,运动要素随位置变化的规律