中国科技大学：《流体力学与流体机械》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 流体动力学基础（李文科）

减体力学与减体机械 多媒体教学课件 李文科制作

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第三章流体动力学基础 第一节流体流动的起因 >第二节流场的特征及分类 >第三节迹线与流线 第四节流管、流束、流量和平均流速 第五节流体的连续性方程 第六节理想流体的运动微分方程

第三章 流体动力学基础 Ø第一节 流体流动的起因 Ø第二节 流场的特征及分类 Ø第三节 迹线与流线 Ø第四节 流管、流束、流量和平均流速 Ø第五节 流体的连续性方程 Ø第六节 理想流体的运动微分方程

第三章流体动力学基础 第七节理想流体沿流线的伯努利方程及 其应用 第八节沿流线非稳定流动的伯努利方程 第九节沿流线主法线方向速度和压力的 变化 >第十节动量方程和动量矩方程

第三章 流体动力学基础 Ø第七节 理想流体沿流线的伯努利方程及 其应用 Ø第八节 沿流线非稳定流动的伯努利方程 Ø第九节 沿流线主法线方向速度和压力的 变化 Ø第十节 动量方程和动量矩方程

第一节流体流动的起因 内容提要 N1、浮力造成的自然流动 N2、压差造成的强制流动

第一节 流体流动的起因 内 容 提 要 ã 1、浮力造成的自然流动 ã 2、压差造成的强制流动

第一节流体流动的起因 由不同的起因所造成的流体的流动过程具有不同的流动特 征。造成流体流动的原因可分为两大方面: 一是由浮力造成的,二是由外力或压差造成的。 根据流体流动的起因不同,可将流体的流动分为自然流动 和强制流动。 1.自然流动:在流体流动的体系内,因各部分流体的温度 不同所导致的密度不同而产生的浮力作用所造成的流动,称 自然流动。在某流体中,当流体的某一部分受热时,则会因温 度的升高而使其密度减小,此时,将在周围温度较低、密度较 大的流体所产生的浮力作用下产生上浮的流动;反之,则产生 下降的流动

第一节 流体流动的起因 由不同的起因所造成的流体的流动过程具有不同的流动特 征。造成流体流动的原因可分为两大方面： 一是由浮力造成的，二是由外力或压差造成的。 根据流体流动的起因不同，可将流体的流动分为自然流动 和强制流动。 1.自然流动：在流体流动的体系内，因各部分流体的温度 不同所导致的密度不同而产生的浮力作用所造成的流动，称 自然流动。在某流体中，当流体的某一部分受热时，则会因温 度的升高而使其密度减小，此时，将在周围温度较低、密度较 大的流体所产生的浮力作用下产生上浮的流动；反之，则产生 下降的流动

第一节流体流动的起因 流体的自然流动一般都是和热量的传递过程同时存在的, 流体流动的特征则直接和换热过程有关,流场的特征与换热的 温度场相互制约而并存。因此,自然流动中的动量交换过程 般来说是较为复杂的 2.强制流动:在流动的体系内,流体在外力或压差的作用 下所产生的流动称为强制流动。如在泵或风机所提供的压力以 及在喷射器所提供的喷射力作用下的流体的流动都属于强制流 动。 对于流体流动的分类,除按流体流动的起因分类外,还有 其它一些分类方法,如前已提到过的不可压缩流体的流动和可 压缩流体的流动;理想流体的流动和粘性流体的流动;以及

第一节 流体流动的起因 流体的自然流动一般都是和热量的传递过程同时存在的， 流体流动的特征则直接和换热过程有关，流场的特征与换热的 温度场相互制约而并存。因此，自然流动中的动量交换过程一 般来说是较为复杂的。 2.强制流动：在流动的体系内,流体在外力或压差的作用 下所产生的流动称为强制流动。如在泵或风机所提供的压力以 及在喷射器所提供的喷射力作用下的流体的流动都属于强制流 动。 对于流体流动的分类，除按流体流动的起因分类外，还有 其它一些分类方法，如前已提到过的不可压缩流体的流动和可 压缩流体的流动；理想流体的流动和粘性流体的流动；以及

第一节流体流动的起因 以后我们将要学到的稳定流动和非稳定流动;层流流动和紊流 流动;有旋流动和无旋流动;亚音速流动和超音速流动等

第一节 流体流动的起因 以后我们将要学到的稳定流动和非稳定流动；层流流动和紊流 流动；有旋流动和无旋流动；亚音速流动和超音速流动等

第二节流场的特征及分类 内容提要 ◇一、流场的概念 ◇二、研究流体运动的方法 ◇三、稳定流场和非稳定流场 ◇四、一维流场、二维流场和三维流场 ◇五、控制体的概念

第二节 流场的特征及分类 内 容 提 要 ²一、 流场的概念 ²二、 研究流体运动的方法 ²三、 稳定流场和非稳定流场 ²四、 一维流场、二维流场和三维流场 ²五、 控制体的概念

第二节流场的特征及分类 、流场的概念 流体是由无限多的连续分布的流体质点所组成,流体的运 动一般都是在固体壁面所限制的空间内外进行的。例如,室内 空气的流动、室外大气的绕流、管道中水、蒸气或煤气的流动 等,都是在建筑物的墙壁、管道的管壁等固体壁面所限制的空 间内外进行的。因此,流体在流动过程中将连续地占据这些空 间。我们把流体流动所占据的全部空间称为流场。流体力学的 主要任务就是研究流场中流体的运动规律。 潼二、研究流体运动的方法湩 流体力学中,研究流体运动的方法有两种:拉格朗日法 和欧拉法

第二节 流场的特征及分类 一、流场的概念 流体是由无限多的连续分布的流体质点所组成，流体的运 动一般都是在固体壁面所限制的空间内外进行的。例如，室内 空气的流动、室外大气的绕流、管道中水、蒸气或煤气的流动 等，都是在建筑物的墙壁、管道的管壁等固体壁面所限制的空 间内外进行的。因此，流体在流动过程中将连续地占据这些空 间。我们把流体流动所占据的全部空间称为流场。流体力学的 主要任务就是研究流场中流体的运动规律。  二、研究流体运动的方法 流体力学中，研究流体运动的方法有两种：拉格朗日法 和欧拉法

第二节流场的特征及分类 1.拉格朗日法 拉格朗日法是将整个流体的运动看作是各个单一流体质点 运动的总和。他首先着眼于描述单个质点在运动时的位置、 速度、压力及其它流动参量随时间的变化规律,然后把全部 质点的运动情况综合起来,得到整个流体的运动。拉格朗日 法实质上是利用质点系动力学来研究连续介质的运动。 既然拉格朗日法首先描述单个质点沿其轨迹的运动,而流 体又是由无数质点组成的,这就需要设法标明所描述的是哪个 质点的运动。为此,选取在某一初始时刻各个质点的位置坐 标a、b、c来作为它们的标记。不同的质点在τ时必然占有各 自不同的位置,因此,把a、b、c作为变数就能代表所有的

第二节 流场的特征及分类 1. 拉格朗日法 拉格朗日法是将整个流体的运动看作是各个单一流体质点 运动的总和。他首先着眼于描述单个质点在运动时的位置、 速度、压力及其它流动参量随时间的变化规律，然后把全部 质点的运动情况综合起来，得到整个流体的运动。拉格朗日 法实质上是利用质点系动力学来研究连续介质的运动。 既然拉格朗日法首先描述单个质点沿其轨迹的运动，而流 体又是由无数质点组成的，这就需要设法标明所描述的是哪个 质点的运动。为此，选取在某一初始时刻τ0各个质点的位置坐 标a、b、c来作为它们的标记。不同的质点在τ0时必然占有各 自不同的位置，因此，把a、b、c作为变数就能代表所有的