流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析匯總課件

1、第一節(jié) 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析第二節(jié) 有旋流動(dòng)和無(wú)旋流動(dòng)第三節(jié) 無(wú)旋流動(dòng)的速度勢(shì)函數(shù)第四節(jié) 二維平面流動(dòng)的流函數(shù)第五節(jié) 基本的平面有勢(shì)流動(dòng)第六節(jié) 平面勢(shì)流的疊加流動(dòng)第四章 不可壓縮流體的有旋流動(dòng)和二維無(wú)旋流動(dòng)第一節(jié) 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析第四章 不可壓縮流體的有旋流 有旋流動(dòng)的基本概念及基本性質(zhì) 二維平面勢(shì)流理論第四章 不可壓縮流體的有旋流動(dòng)和二維無(wú)旋流動(dòng)本章內(nèi)容：本章主要討論理想流體二維流動(dòng)的基本規(guī)律，為解決工程實(shí)際中類似的問題提供理論依據(jù)，也為進(jìn)一步研究粘性流體二維流動(dòng)奠定必要的基礎(chǔ)。重點(diǎn)： 流函數(shù)、勢(shì)函數(shù) 基本有勢(shì)流動(dòng)及其疊加 有旋流動(dòng)的基本概念及基本性質(zhì)第四章 不可壓縮流體的有旋第一節(jié) 流體微團(tuán)的

2、運(yùn)動(dòng)分析 剛體:流體:具有流動(dòng)性，極易變形。移動(dòng)（move） 線速度 Vx Vy Vz 轉(zhuǎn)動(dòng) (rotation) 角速度x y z 移動(dòng)（move） 線速度 Vx Vy Vz 轉(zhuǎn)動(dòng) (rotation) 角速度x y z 變形（reform） 線變形 角變形第一節(jié) 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)分析 剛體:流體:具有流動(dòng)性，極易變形第一節(jié) 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)分析 F點(diǎn)速度：u（x，y，z） v（x，y，z） w（x，y，z）第一節(jié) 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)分析 F點(diǎn)速度：u（x，y，z）一、表示流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)特征的速度表達(dá)式F點(diǎn)速度： u（x，y，z）， v（x，y，z）， w（x，y，z）C點(diǎn)速度：一、表示流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)特

3、征的速度表達(dá)式F點(diǎn)速度： u（x，y，C點(diǎn)速度：C點(diǎn)速度：C點(diǎn)速度：2. 線變形速率3. 剪切變形速率1. 線速度u, v, w4. 旋轉(zhuǎn)角速度C點(diǎn)速度：2. 線變形速率3. 剪切變形速率1. 線速在一般情況下，流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可分解為三部分： 以流體微團(tuán)中某點(diǎn)的速度作整體平移運(yùn)動(dòng) 繞通過該點(diǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 微團(tuán)本身的變形運(yùn)動(dòng)線速度旋轉(zhuǎn)角速度線變形速率剪切變形速率C點(diǎn)速度：在一般情況下，流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可分解為三部分： 以流體微團(tuán)二、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的分解二、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的分解（1）平移運(yùn)動(dòng)：矩形ABCD各角點(diǎn)具有相同的速度分量u、v。導(dǎo)致矩形ABCD平移udt, 上移vdt, ABCD的形狀不變。（1

4、）平移運(yùn)動(dòng)：矩形ABCD各角點(diǎn)具有相同的速度分量u、v。（2）線變形運(yùn)動(dòng)： x方向的速度差 y方向的速度差 AB、DC在dt時(shí)間內(nèi)伸長(zhǎng) AD、BC在dt時(shí)間內(nèi)縮短（2）線變形運(yùn)動(dòng)： x方向的速度差 y方向的速度差 A定義:單位時(shí)間內(nèi)單位長(zhǎng)度流體線段的伸長(zhǎng)或縮短量為流體微團(tuán)的線變形速率 沿x軸方向的線變形速率為 沿y軸、z軸方向的線變形速率為 對(duì)于不可壓縮流體，上式等于零，是不可壓縮流體的連續(xù)性方程，表明流體微團(tuán)在運(yùn)動(dòng)中體積不變。 三個(gè)方向的線變形速率之和所反映的實(shí)質(zhì)是流體微團(tuán)體積在單位時(shí)間的相對(duì)變化，稱為流體微團(tuán)的體積膨脹速率。 因此，不可壓縮流體的連續(xù)性方程也是流體不可壓縮的條件。定義:單位

5、時(shí)間內(nèi)單位長(zhǎng)度流體線段的伸長(zhǎng)或縮短量為流體微團(tuán)的線（3）角變形運(yùn)動(dòng) （3）角變形運(yùn)動(dòng) 兩正交微元流體邊的夾角在單位時(shí)間內(nèi)的變化量該夾角變化的平均值在單位時(shí)間內(nèi)的變化量角變形速度的平均值角變形速度剪切變形速率兩正交微元流體邊的夾角在單位時(shí)間內(nèi)的變化量該夾角變化的平均值（4） 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 則流體微團(tuán)只發(fā)生角變形則流體微團(tuán)只發(fā)生旋轉(zhuǎn)，不發(fā)生角變形流體微團(tuán)在發(fā)生角變形的同時(shí)，還要發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（4） 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 則流體微團(tuán)只發(fā)生角變形則流體微團(tuán)只發(fā)生旋轉(zhuǎn) 沿z軸流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度分量： 旋轉(zhuǎn)角速度：過流體微團(tuán)上A點(diǎn)的任兩條正交微元流體邊在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角速度的平均值，稱作A點(diǎn)流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度在垂直該平面方向的分量。 沿z軸流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度分量： 旋轉(zhuǎn)角速度：過流體微團(tuán)在一般情況下，流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可分解為三部分： 以流體微團(tuán)中某點(diǎn)的速