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第二章一元流体动力学.ppt


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文档列表 文档介绍
第二章一元流体动力学
第一页,本课件共有87页
本章导读
§ 描述流体运动的基本概念
§ 恒定流连续性方程
§ 恒定流能量方程
§ 能量方程的应用
§ 气流的能量方程
§ 恒定流动量时刻、同一质点只有一个速度 矢量。
1> 流线互不相交,且为光滑曲线;
驻点、奇点除外
第十六页,本课件共有87页
2> 流线充满整个流场, 每个质点都位于一条流线上;
3> 某断面上流线的疏密,可反映该断面流速的大小。
1
1
2
2
第十七页,本课件共有87页
(2)流线微分方程:
其中 t 是参变量,在积分过程中可作为常量。
将上式积分即可得 流线方程。
根据流线的定义,可以求得流线的微分方程:
设ds为流线上A处的一微元弧长:
u为流体质点在A点的流速:
因为流速向量与流线相切,即没有垂直于流线的流速分量,u和ds重合。
所以 即
图 3-4
第十八页,本课件共有87页
四、流动的分类
——按流体各点的运动要素是否随时间改变而划分。
——流体各点的运动要素均不随时间改变的流动。
(1)、恒定流
1、恒定流与非恒定流
第十九页,本课件共有87页
其当地加速度为零:
函数关系:
p = p ( x ,y ,z )
u = u ( x ,y,z )
恒定流时,运动要素仅是坐标的函数,与时间无关。
第二十页,本课件共有87页
(2)非恒定流
—— 流体空间各点只要有一个运动要素随时间改变即为 非恒定流。
u = u ( x ,y, z,t )
p = p ( x ,y ,z,t )
函数关系:
第二十一页,本课件共有87页
(3)、恒定流与非恒定流的判别标准
可据当地加速度(时变导数)是否为零加以判断。
恒定流与非恒定流相比,在欧拉变量中少了一个变量 t ,
从而使问题变得相对简单,故在工程中通常可将非恒定流问
题简化为恒定流来处理(运动要素随时间变化不太大,不影
响计算精度)。在实 际工程中, 绝对的恒定流几乎不存在。
第二十二页,本课件共有87页
(1)、均匀流
3> 各过流断面上流速分布沿程不变。
1> 流体的迁移加速度为零;
特点:
2> 流线是平行的直线;
——某时刻,流体各相应点(位于同一流线上的点)的流
速都不随流程改变的流动。
按运动要素是否随流程改变,可将流动划分为均匀流与非均匀流。
2、均匀流与非均匀流
第二十三页,本课件共有87页
(2)、非均匀流
——某一时刻,流体相应点的流速因位置的不同而不
同的流动。
(3)、均匀流与非均匀流的判别标准
可据迁移加速度(位变导数)是否为零来判断。
第二十四页,本课件共有87页
注意:
(1)恒定流与均匀流的概念区别;
(2)据以上对流体流动的两种分类方法,
可将流动分为四种形式,
即:
恒定均匀流
非恒定均匀流
恒定非均匀流
非恒定非均匀流
第二十五页,本课件共有87页
3、有压流、无压流、射流
按总流边界的限制情况划分
(1)、有压流
——流体的流动边界全部是固体的流动。
——具有自由表面的液体流动。
(2)、无压流
(3)、射流
——流体经孔口或管嘴喷射到空间的流动
如给水管路
如明渠、
无压涵管等
第二十六页,本课件共有87页
4、一元、二元、三元流
按空间位置坐标变量的个数划分
(1)、一元流
——运动要素是一个空间坐标及时间的函数。
(2)、二元流
——运动要素是两个空间坐标及时间的函数。
——运动要素是三个空间坐标及时间的函数。
(3)、三元流
第二十七页,本课件共有87页
五、流管、流束、过流断面、元流、总流
1、流管
—— 在流场中作一非流线且不相交的封闭曲线,然后由曲
线上的各点作流线,所构成的管状面。
特点:
流体的质点不能穿越流管;
若流动为恒定流,则流管的形状、位置不变。
第二十八页,本课件共有87页
2、流束
——流管内所包容的流体。
u
过流断面
u
过流断面
3、过流断面
——横断流束并和其中所有流线都正交的横断面。
过流断面可以是曲面,也可以是平面。
第二十九页,本课件共有87页
——过流断面面积无限小的流束。
4、元流
特点:
若流动为恒定流,则元流的形状、位置不变;
同一过流断面上,各点的运动要素可认为相等。
5、总流
—— 过流断面面积为有限大的流束。
总流可看成

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