工程流体力学期末复习重点文档格式.docx
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6、粘性的影响因素
(1)、流体的种类
(2)、流体所处的状态(温度、压强)
压强通常对流体粘度影响很小:
只有在高压下,气体和液体的粘度随压强升高而增大。
温度对流体粘度影响很大:
对液体,粘度随温度上升而减小;
对气体,粘度随温度上升而增大。
粘性产生的原因
液体:
分子内聚力T增大,μ降低
气体:
流层间的动量交换T增大,μ增大
第二章
第三章
1、欧拉法
速度:
加速度:
矢量形式:
2、流场——充满运动流体的空间称为流场
流线——流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。
流线方程
流管——由流线所组成的管状曲面称为流管。
流束——流管内所充满的流体称为流束。
流量——单位时间内通过有效断面的流体量
以体积表示称为体积流量Q(m3/s)
以质量表示称为质量流量Qm(kg/s)
3、当量直径De
4、亥姆霍兹(Helmholtz)速度分解定理
旋转
线变形
角变形
5、粘性流体的流动形态
雷诺数的物理意义
惯性力
粘性力
第四章
1、系统(System):
是一定质量的流体质点的集合。
控制体就是流场中某个确定的空间区域。
2、雷诺输运方程
在定常流动的条件下:
3、连续性方程——质量守恒定律
系统质量m保持不变,
积分形式的连续性方程:
4、伯努利方程
适用条件:
(1)理想流体;
(2)不可压缩流体;
(3)质量力为重力;
(4)定常流动;
(5)沿流线的一维流动;
5、定常流动的动量方程
定常流动
作用力
6、纳维尔-斯托克斯(Navier-Stokes)方程,简称N-S方程
x方向的运动微分方程(动量方程):
y方向
z方向
理想流体
第五章
1、π定理
列出影响该物理现象的全部n个变量,则
选择m个基本量纲;
从所列变量中选出m个重复变量;
用重复变量与其余变量中的一个建立无量纲方程,从而获得n-m个无量纲数组;
建立无量纲数组方程
2、相似原理
两种流动现象相似的充分必要条件是:
❑属同一种类现象,能够用同一微分方程所描述;
❑单值条件相似;
❑由单值条件中的物理量所组成的相似准则在数值上相等。
3、近似模化法
(1)、弗劳德模化法
(2)、雷诺模化法
即或
(3)、欧拉模化法
第六章
1、粘性流体总流伯努里方程
2、湍流
雷诺应力τt
粘性流体管内湍流流动时,湍流切应力τ由牛顿切应力τl和雷诺应力τt两部分组成,即,
湍流粘性系数:
层流底层的厚度δ:
速度分布
3、单一圆管内流动的能量损失
三种形式的待求问题:
形式一
已知:
Q,d(和ε,l,ν,ζ),求hw
形式二
d,hw(和ε,l,ν,ζ),求Q
形式三
Q,hw(和ε,l,ν,ζ),求d
第七章
1、边界层的基本特征
(1)、与物体特征长度L相比,边界层厚度δ很小,即δ/L<
<
1;
(2)、边界层内沿物面法向速度变化剧烈,即速度梯度∂u/∂y很大;
(3)、边界层内粘性力和惯性力为同一数量级;
(4)、边界层沿流动方向逐渐增厚;
(5)、边界层内流体流动分为层流和湍流两种流态,用Rex数判别;
(6)、边界层内压强p与y无关,即p=p(x),边界层各横截面上的压强等于同一截面上边界层外边界上的压强
2、
3、绕平板流动边界层的近似计算
(1)、平板层流边界层的近似计算
(2)、平板湍流边界层的近似计算
(3)、平板混合边界层的近似计算
•在条件下,
4、颗粒在静止流体中的自由沉降
重力:
⏹流体的浮力:
⏹流体的阻力:
⏹自由沉降速度Uf:
5、粘性流体绕流物体的阻力(经常考查)
Ø
阻力系数:
第八章
1、势函数
❑对于不可压缩流体,连续性方程
2、流函数
第九章
1、气体一维定常等熵流动——基本方程
连续性方程:
运动方程:
状态方程:
能量方程汇总
能量方程:
2、喷管中的流动
音速流动(Ma=1)
流量
最大流量
3、有摩擦的绝热管流
结论:
1、摩擦的效果相当于使截面缩小,而不论通道截面原来的变化趋势如何。
2、在实际的缩放喷管中,气流在喉部下游某个截面上达到音速。
3、亚音速气流进入有摩擦的绝热直管,流速不断增加,在最大管长达音速。
延长管道的结果是:
流量减小,即Mai减小。
4、超音速气流进入有摩擦的绝热直管,流速不断降低,在最大管长达音速。
在管内产生激波,气流变亚音速,然后在另一最大管长达音速,流量不变,除非管道过分长。
4、
(1)、绕流
马赫角:
理论上的最大偏转角
(2)、激波—无数条马赫压缩波叠加而成,也称冲波
❑激波的强度可远远大于膨胀波。
❑气流通过激波后,参数将发生突跃变化
速度突跃地降低;
压强、温度、密度突跃地增大。
5、喷管在非设计工况下的流动
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