不可压缩流体的有旋流动和二维无旋流动.ppt

第四章不可压缩流体的有旋流动和二维无旋流动第一节流体微团运动分析第二节有旋流动和无旋流动第三节无旋流动的速度势函数第四节二维平面流动的流函数第五节基本的平面有势流动第六节平面势流的叠加流动Date工程流体力学欢迎进入第四章的学****Date工程流体力学流体由于具有易变形的特性(易流动性),因此流体的运动要比工程力学中的刚体的运动复杂得多。在流体运动中,有旋流动和无旋流动是流体运动的两种类型。由流体微团运动分析可知,有旋流动是指流体微团旋转角速度的流动,无旋流动是指的流动。实际上,黏性流体的流动大多数是有旋流动,而且有时是以明显的旋涡形式出现的,如桥墩背流面的旋涡区,船只运动时船尾后形成的旋涡,大气中形成的龙卷风等等。但在更多的情况下,流体运动的有旋性并不是一眼就能看得出来的,如当流体绕流物体时,在物体表面附近形成的速度梯度很大的薄层内,每一点都有旋涡,而这些旋涡肉眼却是观察不到的。至于工程中大量存在着的紊流运动,更是充满着尺度不同的大小旋涡。Date工程流体力学流体的无旋流动虽然在工程上出现得较少,但无旋流动比有旋流动在数学处理上简单得多,因此,对二维平面势流在理论研究方面较成熟。对工程中的某些问题,在特定条件下对黏性较小的流体运动进行无旋处理,用势流理论去研究其运动规律,特别是绕流物体的流动规律,对工程实践具有指导意义和应用价值。因此,本章先阐述有旋流动的基本概念及基本性质,然后再介绍二维平面势流理论。Date工程流体力学第一节流体微团运动分析刚体的一般运动可以分解为移动和转动两部分。流体与刚体的主要不同在于它具有流动性,极易变形。因此,任一流体微团在运动过程中不但与刚体一样可以移动和转动,而且还会发生变形运动。所以,在一般情况下流体微团的运动可以分解为移动、转动和变形运动三部分。Date工程流体力学一、表示流体微团运动特征的速度表达式Date工程流体力学图4-1分析流体微团运动用图Date工程流体力学Date工程流体力学剪切变形速率、、、、、,引入记号,并赋予运动特征名称:线变形速率、、,、、,(4-1)(4-2)Date工程流体力学于是可得到表示流体微团运动特征的速度表达式为旋转角速度、、,(4-3)(4-4)Date工程流体力学