2023年流體力學(xué)名詞解釋絕對的精華

緒論質(zhì)量力:質(zhì)量力是作用在流體的每個質(zhì)點上的力。流體質(zhì)點：流體中宏觀尺寸無窮小、而微觀尺寸無窮大的任一物理實體。表面力：是作用在所考慮流體表面上的力,其大小與被作用的表面積成正比。是毗鄰流體或其他物體作用在流體隔離體表面上的直接施加的接觸力應(yīng)力：單位面積上的作用力法向應(yīng)力:單位面積上的法向力（正應(yīng)力）—流體的壓強切向應(yīng)力：單位面積上的切向力—切應(yīng)力τ慣性:是物體維持原有運動狀態(tài)的能力的性質(zhì)。密度：單位體積流體所具有的質(zhì)量容重:單位體積的流體受到的重力流體的黏滯性：流體內(nèi)部質(zhì)點間或流層間因相對運動而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力以反抗相對運動的性質(zhì),此內(nèi)摩擦力稱為流體的黏滯力.切應(yīng)力:流層間單位面積上的內(nèi)摩擦力速度梯度：速度沿垂直于速度方向ｙ的變化率動力黏度μ的物理意義:單位速度梯度下的切應(yīng)力運動黏度：流體的動力黏度與密度的比值牛頓流體:符合牛頓內(nèi)摩擦定律的流體。非牛頓流體：不符合牛頓內(nèi)摩擦定律的流體。流體的壓縮性:流體受壓，體積縮小，密度增大的性質(zhì)流體的熱脹性：流體受熱，體積膨脹,密度減小的性質(zhì)壓縮系數(shù):當(dāng)溫度保持不變時，單位壓強增量引起流體密度的相對變化率流體的彈性模量:壓縮系數(shù)的倒數(shù)熱脹系數(shù)：表達(dá)當(dāng)壓強保持不變時，單位溫度增量引起液體密度的相對變化率假如把兩端開口的玻璃細(xì)管豎立在液體中，液體就會在細(xì)管中上升或下降一定高度,這種現(xiàn)象稱為毛細(xì)管現(xiàn)象,相應(yīng)的細(xì)管稱為毛細(xì)管表面張力系數(shù):單位長度上的表面張力值接觸角概念：當(dāng)液體與固體壁面接觸時形成曲面,在曲面和管壁交接處,曲面的切線與管壁的夾角，稱為接觸角α可壓縮流體：流體密度隨壓強變化不能忽略的流體。抱負(fù)流體：沒有粘性的流體。易流動性：靜止時不能承受切向力,運動時抵抗剪切變形的能力。三大模型：連續(xù)介質(zhì)模型、不可壓縮模型、抱負(fù)流體模型。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)是流體力學(xué)中第一個帶主線性的假設(shè)連續(xù)介質(zhì)模型:認(rèn)為液體中充滿一定體積時不留任何空隙，其中沒有真空，也沒有分子間隙，認(rèn)為液體是連續(xù)介質(zhì),由此抽象出來的便是連續(xù)介質(zhì)模型。不可壓縮流體模型：在忽略液體或氣體壓縮性和熱脹性時，認(rèn)為其體積保持不變以簡化分析，流體密度隨壓強變化很小，可視為常數(shù)的流體。抱負(fù)流體模型:連續(xù)介質(zhì)模型和不可壓縮模型的總和。思考題流體質(zhì)點與流體微團(tuán)的區(qū)別(１)流體質(zhì)點從幾何上講，宏觀上看:僅是一個點,無尺度、無表面積、無體積；從微觀上看:流體質(zhì)點中又包含很多流體分子。從物理上講,具有流體諸物理屬性。（2)流體微團(tuán)流體微團(tuán)雖很微小,但它有尺度、有表面積、有體積，可作為一階、二階、三階微量解決。流體微團(tuán)中包含很多個流體質(zhì)點,也包含很多很多個流體分子。質(zhì)量力與表面力之間的區(qū)別：作用點不同質(zhì)量力是作用在流體的每一個質(zhì)點上表面力是作用在流體表面上;質(zhì)量力與流體的質(zhì)量成正比（如為均質(zhì)體與體積成正比）表面力與所取的流體的表面積成正比質(zhì)量力是非接觸產(chǎn)生的力，是力場的作用表面力是接觸產(chǎn)生的力水靜力學(xué)靜水壓力：當(dāng)流體靜止不動時，流體內(nèi)部相鄰兩部分之間互相作用的力或流體對其接觸的固體壁面的作用力。平均流體靜壓強:作用在單位面積上的力當(dāng)面積ΔA無限縮小到a點時，以上比值趨近于某一個極限值，該極限值稱為ａ點的流體靜壓強某一點距離基準(zhǔn)面的高度,表達(dá)單位重量流體對基準(zhǔn)面的位置勢能。靜止的不可壓縮均質(zhì)流體中任何一點的壓強勢能與位置勢能之和是常數(shù)。絕對壓強:以毫無一點氣體存在的絕對真空為零點起算的壓強。相對壓強：以同高程大氣壓強為零點起算的壓強。真空壓強:是指絕對壓強小于本地大氣壓時,P為負(fù)值時的狀態(tài)。實壓力體或正壓力體:充滿液體的壓力體虛壓力體或負(fù)壓力體：不充滿液體的壓力體在靜止流體中，壓強的變化是由質(zhì)量力決定的，只有在質(zhì)量力不等于零的方向，才有壓強的變化。靜水壓強的兩特性：壓強方向與作用面內(nèi)法線方向重合。靜止液體中任一點靜水壓強的大小與作用面的方向無關(guān)，即，作用于同一點各方向的靜水壓強相等。等壓面與質(zhì)量力正交。等壓面：液體壓強相等的各點組成的面。同種,靜止,連續(xù)的液體的水平面為等壓面。水動力學(xué)基礎(chǔ)流場:流體質(zhì)點在流動中所占據(jù)的空間流體質(zhì)點:是一個物理點，是構(gòu)成連續(xù)介質(zhì)的流體的基本單位空間點:空間點是一個幾何點，表達(dá)空間位置恒定流:各空間點上的運動要素(速度、壓強、密度等)皆不隨間變化的流動拉格朗日法:把流場中的液體看做是由無數(shù)連續(xù)質(zhì)點所組成的質(zhì)點系,追蹤研究每一質(zhì)點的運動軌跡并加以數(shù)學(xué)描述,從而求得整個液體運動規(guī)律的方法，稱拉格朗日法。歐拉法：直接從流場中每一固定空間點的流速分布入手,建立速度、加速度等運動要素的數(shù)學(xué)表達(dá)式,來獲得整個流場的運動特性。流線：表達(dá)某一瞬時流體各質(zhì)點運動趨勢的曲線,曲線上任一點的切線方向與該點的流速方向重合。（對歐拉法的描繪）跡線:某一質(zhì)點在某一時段內(nèi)的運動軌跡。（對拉格朗日法的描繪）流管：在垂直于流動方向的平面上，過流場中任意封閉的微小曲線上的點作流線所形成的管狀面稱為流管。流束：流管以內(nèi)的流體,稱之為流束。過流斷面：流束上與流線正交的橫斷面稱為過流斷面。元流：過流斷面無限小的流束,幾何特性與流線相同?？偭?由無數(shù)多個元流組成的，在一定邊界內(nèi)具有一定大小尺寸的實際流動的流體流量——單位時間內(nèi)通過某一過流斷面的流體的量體積流量:單位時間內(nèi)通過斷面的流體體積，以Q表達(dá)。單位為m3／s質(zhì)量流量:單位時間內(nèi)通過斷面的流體質(zhì)量,以Qm表達(dá)。單位為kg/s斷面壓強作用使流體沿測壓管所能上升的高度，稱之為壓強水頭速度水頭：流體由于具有速度u，在無阻力的情況下單位重量流體所能垂直上升的最大高度測壓管水頭：斷面測壓管水面相對于基準(zhǔn)面的高度總水頭：位置水頭、壓強水頭和速度水頭之和畢托管:通過測量總壓與靜壓之差來測量流體速度的一種裝置水頭損失:單位重量液體從斷面１-1流至斷面2-２所損失的能量一元流：運動要素是一個空間坐標(biāo)的函數(shù)的流動。二元流：運動要素是二個空間坐標(biāo)的函數(shù)的流動。三元流:運動要素是三個空間坐標(biāo)的函數(shù)的流動。均勻流：質(zhì)點流速的大小和方向沿程均不變的流動漸變流:各流線接近與平行直線的流動。急變流：流速沿流向變化顯著的流動有壓流:無自由表面，表面壓強不等于零的流動。無壓流：有自由表面；或雖然無自由表面，但是表面壓強等于零的流動。射流:流體從孔口、管嘴或縫隙中連續(xù)射出一股具有一定尺寸的流束,射到足夠大的空間去繼續(xù)擴散的流動總水頭線:各斷面總能量值連接起來的曲線或直線測壓管水頭線：各斷面的(Z+p/γ)值連接起來的線動量定律：作用于物體的沖量，等于物體的動量增量控制體：是空間的一個固定不變的區(qū)域，是根據(jù)問題的需要所選擇的固定的空間體積。它的邊界面稱為控制面系統(tǒng)：是一團(tuán)擬定不變的流體質(zhì)點的集合。系統(tǒng)外的一切稱為外界。均勻流和漸變流斷面壓強分布:過水?dāng)嗝嫔系膲簭姺挠谒o力學(xué)分布規(guī)律。能量方程的應(yīng)用條件:１,恒定流，2,不可壓縮液體,３,質(zhì)量力只有重力，4，兩過水?dāng)嗝骓氝x在均勻流或漸變流區(qū)段上，但兩過水?dāng)嗝骈g可以有急變流存在。５，兩過水?dāng)嗝娉怂^損失外，無能量流入或流出，6,沿程流量不變。思考題1．什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區(qū)別是什么?跡線和流線最基本的差別是:跡線是同一流體質(zhì)點在不同時刻的位移曲線,與拉格朗日觀點相應(yīng)，而流線是同一時刻、不同流體質(zhì)點速度方向與之相切的曲線，與歐拉觀點相相應(yīng)。在恒定流中,流線的形狀不隨時間變化,任一流體質(zhì)點必然沿某一擬定的流線運動，此時流線和跡線在幾何上是一致的，兩者重合。2．什么是恒定流動？什么是非恒定流動？3.何謂漸變流，漸變流有哪些重要性質(zhì)？引入漸變流概念，對研究流體運動有什么實際意義?實際的流動，通常不是嚴(yán)格的均勻流,但接近于均勻流,這種流動稱為漸變流動，漸變流的流線近乎平行直線，過流斷面可認(rèn)為是平面，即漸變流可近似的按均勻流解決，壓強分布也服從流體靜力學(xué)規(guī)律。4．動能修正系數(shù)及動量修正系數(shù)的物理意義是什么？5．說明總流伯努利方程各項的物理意義和幾何意義。物理意義：總流各過流斷面上單位重量流體所具有的勢能平均值和動能平均值之和，亦即總機械能的平均值沿流程減小,部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能而損失,各項能量之間可以互相轉(zhuǎn)換。幾何意義：對于液體來說,總流各過流斷面上總水頭沿流程下降,所下降的高度即為水頭損失,各水頭之間可以互相轉(zhuǎn)化。流動方向:水流總是從水頭大處流向水頭小處；或水流總是從單位機械能大處流向單位機械能小處。6.結(jié)合公式推導(dǎo)，說明總流動量方程合用條件。合用條件：恒定流過水?dāng)嗝鏋榫鶆蛄骰驖u變流過水?dāng)嗝鏌o支流的匯入與分出水流阻力和水頭損失水頭損失:單位重量流體的能量損失壓強損失：單位體積內(nèi)的流體的能量損失沿程阻力:沿流程的摩擦阻力沿程損失:流體流動克服沿程阻力而損失的能量沿程水頭損失:單位重量流體的沿程損失沿程壓強損失:單位體積流體的沿程損失局部損失:流體為克服局部阻力所損失的能量局部水頭損失：單位重量流體的局部損失局部壓強損失：單位體積流體的局部損失總能量損失:沿程阻力和局部阻力兩者之和稱為總阻力,沿程損失和局部損失兩者之和層流：液體質(zhì)點在流動時互不摻混而分層有序的流動。紊流：流速增大，流層逐漸不穩(wěn)定,質(zhì)點互相摻混，流體質(zhì)點運動軌跡極不規(guī)則的流動。流態(tài)判別準(zhǔn)則:臨界雷諾數(shù)紊流脈動與時均化紊流的脈動:紊流中,由于液體質(zhì)點具有隨機性的互相摻混，質(zhì)點間不斷發(fā)生動量互換,因此導(dǎo)致各空間點的速度、壓強等運動要素隨時間做不規(guī)則的變化的現(xiàn)象。脈動：紊流中,某空間點的瞬時速度隨時間不斷變化，但卻是圍繞某一平均值不斷跳動,這種跳動稱為脈動。瞬時速度是時均流速和脈動速度的代數(shù)和。紊流切應(yīng)力是粘性切應(yīng)力和慣性切應(yīng)力之和。尼古拉茲實驗：對圓管有壓流進(jìn)行了系統(tǒng)的沿程阻力系數(shù)和斷面流速分布的測定。層流區(qū)臨界過渡區(qū)紊流光滑區(qū)都只與Ｒｅ有關(guān)紊流過渡區(qū)與Re和K／ｄ都有關(guān)。紊流粗糙區(qū)(阻力平方區(qū))只與K/d有關(guān)。二次流:當(dāng)實際流體通過彎管流動時,流動方向的改變不僅使彎管的內(nèi)側(cè)和外側(cè)也許出現(xiàn)旋渦區(qū)，還會產(chǎn)生與主流方向正交的流動,稱為二次流。緊貼固壁有一層很薄的流體，由于固體壁面的阻滯作用,粘性力很大，仍保持層流運動,這一薄層稱為層流底層。管中心部分稱為紊流核心當(dāng)量粗糙度:指和工業(yè)管道粗糙區(qū)入值相等的同直徑尼古拉茲粗糙管的糙粒高度。莫迪圖:工業(yè)管道入值的計算曲線（工業(yè)管道實驗曲線)。水力半徑R:過流斷面面積A和濕周χ之比濕周:即過流斷面上與流體接觸的那部分固體邊界的長度。把水力半徑相等的圓管直徑定義為非圓管的當(dāng)量直徑思考題1.雷諾數(shù)與哪些因數(shù)有關(guān)？當(dāng)管道流量一定期,隨管徑的加大，雷諾數(shù)是增大還是減??？2.圓管層流流動時,其斷面的切應(yīng)力和流速是如何分布的?第五章孔口自由出流：容器中的液體自孔口出流到大氣中，稱為孔口自由出流孔口淹沒出流:容器中的液體經(jīng)孔口流入另一個充滿液體的空間，稱為孔口淹沒出流恒定出流（定水頭出流）:液流通過孔口過程中液面位置保持不變作用水頭H0的物理意義:是孔口和上游的位置勢能差、壓力勢能差和上游來流的動能管嘴出流：在孔口接一段長L＝(3~4)d的短管,液流通過短管并充滿出口斷面流出的水力現(xiàn)象簡樸管路：是指直徑和流量沿流程不變的管路，它是組成各種復(fù)雜管路的基本單元。復(fù)雜管路:是指由兩根以上管路組成的管路系統(tǒng)。虹吸作用:將液體通過管道從液位較高的一端通過高出液面的管段自動流向液位較低的另一端的作用液體流經(jīng)的管道稱為虹吸管。虹吸管中存在真空區(qū)段思考題：為什么要考慮虹吸管的安裝高度？虹吸管內(nèi)存在負(fù)壓，當(dāng)安裝高度較高時,虹吸管的最高處的壓強也許小于水的汽化壓強，在那里水將變成蒸汽，破壞了水流的連續(xù)性，導(dǎo)致水流運動中斷。因此在進(jìn)行虹吸管設(shè)計時必須考慮它們的安裝高度。第十章幾何相似：流動空間幾何相似。即形成此空間任意相應(yīng)兩線段夾角相同，任意相應(yīng)線段長度保持一定的比例。運動相似：運動相似是指兩個流動的速度場相似,即兩個流動的相應(yīng)時刻相應(yīng)點的速度方向相同,速度大小成比例。同名力,指的是同一物理性質(zhì)的力。例如重力、粘性力、壓力、慣性力、彈性力。動力相似：動力相似指兩個流動相應(yīng)點處質(zhì)點所受同名力F的方向相同，大小成比例。兩個流動相似應(yīng)滿足的條件：幾何相似、運動相似、動力相似，以及兩個流動的邊界條件和起始條件相似。三種相似之間的關(guān)系：幾何相似是運動相似和動力相似的前提與依據(jù);動力相似是決定兩個流動相似的主導(dǎo)因素;運動相似是幾何相似和動力相似的表現(xiàn)。牛頓相似準(zhǔn)則:兩相似流動的牛頓數(shù)相等雷諾準(zhǔn)則:兩流動的粘性力相似時,原型與模型的雷諾數(shù)相等。雷諾數(shù)反映了慣性力與粘性力之比。佛汝德準(zhǔn)則:兩流動的重力相似時,原型與模型的佛汝德數(shù)相等。歐拉準(zhǔn)則：兩流動的動