最新流體力學知識重點(全)

1、流體力學知識點總結流體力學研究流體在外力作用下的宏觀運動規(guī)律！流體質點：1. 流體質點無線尺度，只做平移運動2. 流體質點不做隨即熱運動，只有在外力的作用下作宏觀運動；3. 將以流體質點為中心的周圍臨街體積的范圍內的流體相關特性統(tǒng)計的平均值作為流體質 點的物理屬性；流體元： 就有線尺度的流體單元，稱為流體“質元” ，簡稱流體元。流體元可看做大量流體質 點構成的微小單元。連續(xù)介質假設： 假設流體是有連續(xù)分布的流體質點組成的介質。連續(xù)性介質模型的內容： 根據(jù)流體指點概念和連續(xù)介質模型，每個流體質點具有確定的宏觀 物理量，當流體質點位于某空間點時，若將流體質點的物理量，可以建立物理的空間連續(xù)分 布函

2、數(shù)，根據(jù)物理學基本定律，可以建立物理量滿足的微分方程，用數(shù)學連續(xù)函數(shù)理論求解 這些方程，可獲得該物理量隨空間位置和時間的連續(xù)變化規(guī)律。分子的內聚力： 當兩層液體做相對運動時，兩層液體的分子的平均距離加大，分子間的作用 力變現(xiàn)為吸引力，這就是分子的內聚力。液體快速流層通過分子內聚力帶動慢流層，漫流層通過分子的內聚力阻滯快流層的運動，表 現(xiàn)為內摩擦力。、流體在固體表面的不滑移條件：分子之間的內聚力將流體粘附在固體表面，隨固體一起運動 或靜止。牛頓流體： 動力粘度為常數(shù)的流體稱為牛頓流體。牛頓的粘性定律表明： 牛頓流體的粘性切應力與流體的切變率成正比， 還表明對一定的流體， 作用于流體上的粘性切應力

3、由相鄰兩層流體之間的速度梯度決定的，而不是由速度決定的： 溫度對粘度的影響 ：溫度對流體的粘度影響很大。液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘 度則相反，隨溫度的升高而增大。壓強對粘性的影響： 壓強的變化對粘度幾乎沒有什么影響， 只有發(fā)生幾百個大氣壓的變化時， 粘度才有明顯改變，高壓時氣體和液體的粘度增大。毛細現(xiàn)象： 玻璃管內的液體在表面張力的作用下液面升高或降低的現(xiàn)象稱為毛細現(xiàn)象； 描述流體運動的兩種方法拉格朗日法： 拉格朗日法又稱為隨體法。它著眼于流體質點，跟隨流體質點一起運動，記錄 流體質點在運動過程中會各種物理量隨所到位置和時間的變化規(guī)律，跟中所有質點便可了解 整個流體運動的全貌。歐拉法

4、： 歐拉法又稱當?shù)胤?。它著眼于空間點，把流體的物理量表示為空間位置和時間的函 數(shù)?？臻g點的物理量是指，某個時刻占據(jù)空間點的。流體質點的物理量，不同時刻占據(jù)該空間點的流體質點不同。速度場： 速度場是由流體空間各個坐標點的速度矢量構成的場。速度場不僅描述速度矢量的 空間分布，還可描述這種分布隨時間的變化。定常流動： 流動參數(shù)不隨時間變化的流動。反之，流體參數(shù)隨時間變化的流動稱為不定長流動。跡線： 流體質點運動的軌跡。在流場中對某一質點作標記，將其在不同時刻的所在位置點連 成線就是該流體質點的跡線。流線： 流線是指示某一時刻流場中各點速度矢量方向的假象曲線。流面： 經(jīng)過一條非流線的曲線上各點的所有流

5、線構成的面。對于定常流場，流線也是跡線。脈線： 脈線是相繼通過某固定點的流體質點連城的線。流體線： 在流場中某時刻標記的一串首尾相連接的流體質點的連線，稱為該時刻的流體線。 由于這一串流體質點由同一時刻的標記，每一個質點到達下一時刻的流體線位置時間相同， 因此又稱為時間線。流管： 在流場中由通過任意非流線的封閉曲線上每一點流線所圍成的管狀面稱為流管。流束： 流管內的流體稱為流束。總流： 工程上還將管道和管道壁所圍成的流體看做無數(shù)微元流束的總和，稱為總流。恒定流： 以時間為標準，若各空間點上的流動參數(shù)（速度、壓強、密度等）皆不隨時間變化， 這樣的流動是恒定流，反之為非恒定流。均勻流： 若質點的遷

6、移加速度為零，即流動是均勻流，反之為非均勻流。內流： 被限制在固體避免之間的粘性流動稱為內流。外流： 外流通常是指流體對物體的外部繞流，固體壁面對流動的影響通常局限在有限的范圍 內，流場可以使無限的。按照流場中渦量是否為零，可以講流體分為無旋流動和有旋流動。 系統(tǒng)：是指一群確定的流體質點，在運動過程中系統(tǒng)的形狀，體積，表面積可以不斷的改變， 但是要始終包含這些確定的流體質點。所有流體質點物理量的總和稱為系統(tǒng)的物理量，更準 確的應稱為系統(tǒng)的廣延量。系統(tǒng)的廣延量隨時間的變化率稱為系統(tǒng)導數(shù)。控制體： 流場中人為選定的空間幾何區(qū)域。它的邊界面稱為控制面。 流體的連續(xù)性原理：按照拉格朗日的觀點，一個流體

7、系統(tǒng)所包含的流體物質（質量）在流動 過程中始終保持不變；按照歐拉的觀點，如果流體的密度不變（不可壓縮流體） ，流進控制體 的物質（質量）應該等于流出控制體的物質（質量） 。通常將后者稱為連續(xù)性原理。 伯努力方程的適用條件： 1. 無粘性流體。 2. 不可壓縮流體。 3. 定長流動。 4. 沿流線； 沿總流的伯努力的方程適用條件： 1.無粘性流體。 2. 不可壓縮流體。 3. 定常流動。4. 沿流束， 并且計算截面符合緩變流條件。非均勻流： 分為漸變流和急變流，流體質點的遷移加速度很小的流動或是流線近于平行直線 的流動定義為漸變流，反之為急變流均勻流的性質對于漸變流近似成立的原因： 1、漸變流的

8、過流斷面近于平面， 面上各點的速度 方向近于平行 ; 2、漸變流過流斷面上的動壓強與靜壓強的分布規(guī)律相同湍流： 湍流運動是各種大小和不同渦量的渦旋疊加而形成的流動，在湍流運動中隨即和逆序 運動并存。粘性影響區(qū)域： 由壁面不滑移條件， 在物體周圍形成從物體熟讀為零到外流速速梯度的區(qū)域。 空化：液體內局部壓強降低到液體的飽和蒸氣壓時，液體內部或液固交界面上出現(xiàn)的蒸氣或 氣體空泡的形成、發(fā)展和潰滅的過程 ?？瘴g：當流場低壓區(qū)產生的空泡運動到高壓區(qū)時， 或者局部流場由低壓周期性的變?yōu)楦邏簳r， 空泡將發(fā)生潰滅；液體中運動物體受空化沖擊后，表面出現(xiàn)的變形和材料剝蝕現(xiàn)象，又稱剝 蝕或氣蝕 .空蝕的兩種破壞形

9、式 ：1. 當空泡離壁面較近時，空泡在潰滅是形成的一股微射流連續(xù)打擊壁面，造成直接損傷；2. 空泡潰滅形成沖擊波的同時沖擊壁面， 無數(shù)空泡潰滅造成連續(xù)沖擊將引起壁面材料的疲勞 破壞；邊界層： 當 Re1 時，粘性影響區(qū)域縮小到壁面區(qū)域狹窄的區(qū)域內稱為邊界層。 邊界層特點： 1. 厚度很??； 2. 隨著沿平板流的深入，邊界層的厚度不斷增長； 邊界層分離： 邊界層分離又稱流動分離，是指原來緊貼壁面流動的邊界層脫離壁面的現(xiàn)象。聲速： 聲速是彈性介質中微弱擾動傳播速度的總稱。其傳播速度金和僅和戒指的彈性和質量 之比有關。激波： 理論分析和實驗都表明，當一個強烈的壓縮擾動在超聲速流場中傳播是，在一定條件

10、 下降形成強壓波陣面，稱為激波。范諾線：1.當Ma=1時，ds=O,表示范諾線在最大熵值點上的速度達到聲速；2. 當Ma< 1,時ds與dT異號，表示溫度下降時，比熵增大，狀態(tài)沿范諾線上半支按順時針方向進行。亞聲速流在絕熱摩擦管中加速，但是最多達到聲速（Ma=1）,流動中溫度、壓強、密度均降低，總壓也降低。 、3. 當Ma>1時，ds與dT同號，表示溫度上升時，比熵也增大，狀態(tài)沿范諾線的下半支按照 逆時針的方向進行。超聲速在絕熱摩擦管中減速，但是最多達到聲速（ Ma=1），流動中的溫 度、壓強、密度均增大，總壓降低。絕熱摩擦管中的雍塞現(xiàn)象實際管長L>Lmax時將會發(fā)生雍塞現(xiàn)象

11、。1. 對于亞聲速流，雍塞造成的壓強擾動可以向上游傳播至入口，使入口發(fā)生溢流，直至出口 截面正好是臨界截面為止。2. 對于超聲速流， 雍塞在管中產生激波， 激波后變成亞聲速流， 使臨界截面移至出口截面處。 激波的位置視雍塞的嚴重條件而定， 特別嚴重時激波的位置甚至發(fā)生在出口截面之前， 形 成溢流，是流量減少。瑞利線：1對于亞聲速流（Ma<1）,加熱（dq>0）,將會引起流動加速（dV>0）,但是最多加速到 Ma=1 （順時針方向沿瑞利線上半支）;2.對于超聲速流（Ma>1）,冷卻（dq<0）將會引起流動 進一步加速（ dV>0） （順時針方向沿瑞利線下半支）

12、 ，反之亦然。加熱造成的雍塞現(xiàn)象：1. 對于亞聲速流，壓強擾動逆向傳至進口截面，造成溢流使流量減??；2. 對于超聲速流，雍塞在管中產生激波，時總壓損失更大，激波向上游推移，這個過程直至 進口截面前才停止。超聲速氣流先通過激波變成亞聲速流，然后再造成溢流，減少流量后 才能通過管道。多普勒效應： 由于傳來的聲波的疏密不同， 位于不同位置上的觀察著將聽到不同頻率的聲音， 這種現(xiàn)象稱為多普勒效應。馬赫錐：流體以超聲速流動時，此時馬赫波不再保持平面，而是以0為頂點的向流場速度方向的擴張圓錐面，從點聲源發(fā)出的球形壓強的波陣面均與圓錐相切，該圓錐面稱為馬赫錐，母線稱為馬赫線，圓錐的半錐角稱為馬赫角； 超聲速流場的基本特征：在超聲速流場中微弱的擾動波的傳播是有界的；水頭損失的的構成：1.2. 沿程損失，是沿等截面管流動時管壁切應力引起的摩擦損失；3. 局部損失，是由 1.截面變化引起的速度的重新分布； 2. 流體元相互碰撞和增加摩擦； 3. 二次流； 4，流動分離形成漩渦等原因引起的損失。加速度公式的物理意義 ：B點加速度=B點速度隨時間的變化率（B的當?shù)刈兓剩?B因空間位置的差異而引起的變化 率（B點的沿各個軸方向的遷移變化率）N-S方程的物理意義:質量X加速度（慣性力）=體積力+ 壓差力（壓強梯度）+粘性力（粘性切應力的散度） 伯努力方程的物理意義：