流體動力學(xué)學(xué)習(xí)報告

流體力學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)報告摘要實驗研究是流體力學(xué)的重要組成部分。利用實驗方法可以發(fā)現(xiàn)新的流動現(xiàn)象，揭示流動的內(nèi)在機理。通過實驗，也可以解決很多復(fù)雜的流動問題。任何一項實驗，都必須在理論的指導(dǎo)下進行。相似理論和量綱分析法是指導(dǎo)流體力學(xué)實驗的理論基礎(chǔ)（包括科學(xué)地設(shè)計組織實驗及整理實驗結(jié)果）

。關(guān)鍵詞7-定理；流動相似原理；相似準(zhǔn)則前言本文主要介紹通過學(xué)習(xí)《工程流體力學(xué)》（莫乃榕）第七章后關(guān)于與流體力學(xué)試驗有關(guān)的基本理論和方法的總結(jié)。只有正確的理解和掌握這些基本理論，

才能科學(xué)的策劃各類試驗，整理實驗結(jié)果，并用這些結(jié)果去處理和解決實際工程問題。1

量綱及量綱分析法1.1量綱和單位物理量的性質(zhì)屬性稱為量綱。

m、cm、km都具有相同的屬性，這種屬性稱為長度的量綱，記作L。每個物理量都有自己的量綱。在各種量綱中，質(zhì)量

M、長度L、時間T等稱為基本量綱。基本量綱具備兩個特征。

一個特征是，任何一個基本量綱都無法用其他的基本量綱的幕次式表達(dá)出來；另一個特征是，任何物理量都可以用基本量綱的幕次式表達(dá)出來。

為了表示物理量的大小，在同一種物理量中，或者說在一種量綱中選取一個特定量作為參考量，

這個參考量就稱為單位。1.2量綱分析法量綱分析的目的是找出影響某一流動現(xiàn)象（過程）的各個變量（因素）

，把它們加以合理的組合，寫成無量綱數(shù)的形式，從而把物理過程中各變量間的關(guān)系，概括地表示在由這些無量綱數(shù)組成的函數(shù)關(guān)系式中，同時指明實驗方法，并使得實驗中所需測量和處理的變量數(shù)減少。-定理是廣泛應(yīng)用于量綱分析的一種方法1.2.1定理若某一物理過程包含n個物理量，即f

qJ=O其中有m個基本量（量綱獨立，不能相互導(dǎo)出的物理量），則該物理過程可由n個物理量構(gòu)成的（n-m）個無量綱項所表達(dá)的關(guān)系式來描述。即

F（二t，二2，二2）=0從可以看出，原來的物理方程的變量有n個，組合成量綱的特征數(shù)以后，

方程的變量減少為n-m個。顯然，變量數(shù)目越少，問題就越容易解決。1.2.2應(yīng)用「-定理進行量綱分析的步驟：（1）

列出n個相關(guān)物理量，寫出它們的量綱表達(dá)式。（2）確定這些物理量所包含的基本量綱的數(shù)目

m。（3）在這些n個物理量中，選擇與基本量綱數(shù)相同的m個基本物理量?；疚锢砹康臈l件是：基本物理量總共包含的基本量綱數(shù)目必須是m個，而且這m個基本物理量的量綱幕指數(shù)所構(gòu)成的行列式必須不等于零。（4）

用這m個基本物理量與其余的任一個相關(guān)物理量組成量綱的特征數(shù)。這些特征數(shù)共有n—m個。（5）

寫出包含有n—m個量綱一特征數(shù)的一般方程式。2流動相似原理2.1流動相似的三個條件流動相似原理研究模型流場和實物流場的流動相似問題流動相似要求兩個流場的同類型參數(shù)成正比例，具體地說就是要求模型流場和實物流場滿足幾何相似、

運動相似、動力相似等三個條件。2.1.1幾何相似幾何相似要求模型和實物的對應(yīng)的幾何尺寸成比例，比列系數(shù)

sI，即門二.I22.1.2運動相似運動相似指兩個流動相應(yīng)點速度方向相同，大小成比例。比列系數(shù)，

’v即uPUm2.1.3動力相似動力相似要求模型流場和實物流場的對應(yīng)點同名力，方向相同，大小成比例，比列系數(shù)為，即TmGp在上述三種相似中，幾何相似是必須滿足的。22常見的動力相似準(zhǔn)則2.2.1雷諾準(zhǔn)則PVL定義雷諾數(shù)Re為

上二Re雷諾準(zhǔn)則要求模型流暢和實物流場的慣性力、粘性力成比例。則：

Re=Re2.2.2弗勞德準(zhǔn)則定義弗勞德數(shù)Fr為、—二Frv'gi弗勞德準(zhǔn)則要求模型流場和實物流場的慣性力、重力成比例

.則：Fr=Fr2.2.3歐拉準(zhǔn)則定義歐拉數(shù)Eu為

PT=EuPV2歐拉準(zhǔn)則要求模型流場和實物流場的慣性力與壓力成比例。則：

Eu=Eu'2.2.4斯特勞哈爾準(zhǔn)則斯特勞哈爾準(zhǔn)則要求模型流場和實物流場的局部加速度和對流加速度對應(yīng)的慣性力成正比。定義斯特勞哈爾數(shù)Sr為Sr=LVt則，Sr1=Sr2.2.2.5馬赫準(zhǔn)則馬赫準(zhǔn)則要求兩種流暢的對流慣性力與由于壓縮性引起的彈性力成正比。3總結(jié)通過認(rèn)真研讀《工程流體力學(xué)》

相關(guān)章節(jié)，在理解的同時著重應(yīng)用，讓我感受最受的是各方程前期的假設(shè)性，在假設(shè)的基礎(chǔ)上，由最簡單形式開始展開對公式的推導(dǎo)以及驗證。

事務(wù)研究的基礎(chǔ)任務(wù)，例如假設(shè)性條件和忽略性因素，才是研究取得成功的根本。

因此，要探究事物的根本，就應(yīng)該努力培養(yǎng)如何提出假設(shè)的這種能力，培養(yǎng)先創(chuàng)性及大膽實踐探求的精神。同時，作為工科專業(yè)，又應(yīng)該具有工程概念，工程概念中的一個很大特點就是“人各異性”。同一個工程建設(shè)中很可能有多種施工方案，并且每一種方案都會有自己的特點及優(yōu)勢，而且也并不存在真正絕對的答案供自己選擇。因