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流体力学

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2020-06-08 10:34:42   1  举报

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流体力学思维导图

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大纲/内容

流体静力学

流体压强及其特性

流体作用力

表面力（压力和切力）

质量力（重力和惯性力）

流体静压强特性

垂直指向性

各向等值性

流体平衡微分方程:适用于绝对平衡与相对平衡流体

等压面

液体场合（不可压缩流体)

液体静力学基本方程式

基本方程理论

压强只于深度有关

两点压强差等于两点间单位面积垂直液体重量

等值传递

液体静力学基本方程的几何意义与能量意义

位置水头

单位重量液体具有的位能

压强水头

单位重量液体具有的压强势能

静压头

单位重量液体具有的总势能

静压强的计算与测定

绝对压强

相对压强

真空度

压强的测定

U形管测压计

倾斜管测压计

金属压力表

液体相对平衡

静压体对平面壁总压力

总压力的计算

总压力作用点

用合力矩定理和惯性矩平行移轴定理求得

静压体对曲面壁的总压力

水平分力

垂直分力

总压力及方向

压力体的绘制

流体运动学

研究流体运动的两种方法

拉格朗日法

欧拉法

流体运动学的基本概念

定常流动与非定常流动

均匀流与非均匀流

迹线与流线

迹线具有历时性，流线具有瞬时性

定常运动时流线与迹线重合

流线微分方程

流管流束及总流

过水断面，流量和平均流速

流体流动的连续性方程

微分形式的连续性方程

一元流动连续性方程（不可压缩定常流）

微小流束的连续性方程

总流连续性方程

流体动力学

伯努利方程

理想流体伯努利方程

欧拉运动方程积分条件

定常不可压缩流动

沿流线积分

仅在重力场中

理想微小流束伯努利方程的意义

位置水头

单位重量液体具有的位能

压力水头

单位重量液体具有的压强势能

速度水头

单位重量流体的动能

实际总流伯努利方程

以均速代替实际流速，用系数修正

伯努利方程的应用

毕托管

文丘里流量计

虹吸管

对气体使用伯努利方程

应用条件

定常不可压缩流体

两过水断面为渐变流

动量方程及应用

基本概念

控制体

控制面

流体系统

定常不可压缩流体动量方程

总动量方程

缝隙流动

平行板间的缝隙流

环形缝隙流

基本概念

<i><font color="#ffffff">流体质点 </font></i>（宏观充分小，微观充分大）

<font color="#ffffff">流体微团</font>

<font color="#ffffff">连续介质模型</font>

<font color="#000000">流体主要物理性质</font>

流动性

惯性

粘性

定义

牛顿内摩擦定律

粘性剪切力

粘性剪切应力

粘度

粘性系数

运动粘性系数v

动力粘性系数μ

影响因素

μ与温度关系

气体：温度上升，μ升高

液体：温度上升，μ下降

μ与压力关系

压力增加，μ增加

粘性产生原因

气体：主要由分子动量交换形成

液体：主要由分子内聚力形成

理想流体与实际流体

压缩性和膨胀性

液体压缩性很小

气体压缩性与膨胀性显著

单位重量流体的总机械能

圆管流动

雷诺实验

两种流态及判别

紊流

Re＞2320

层流

Re≤2320

圆管中的层流运动

速度分布规律与流量（速度分布律为抛物面）

平均速度

v=Umax/2

剪切应力

剪应力为线性分布规律

沿程阻力损失

达西公式

沿程阻力系数

功率损失

圆管中的湍流运动

湍流特征

各层质点掺混

运动要素脉动

研究方法：时均法

湍流结构

管壁

层流底层

过渡层

紊流核心

水力光滑管概念

水力光滑管△＞ζ

水力粗糙管△＜ζ

湍流切应力

粘性切应力

附加切应力

速度分布：层流边层及过渡区为抛物线分布核心区对数分布，中心最大

阻力损失

沿程阻力及损失

尼古拉斯实验

莫迪图

总能量损失

局部阻力及损失

管道进口损失

突然扩大损失

其他类型局部阻力损失

复杂管路计算

串联管路

并联管路

流体的出流

薄壁孔出流

恒定自由出流

小孔淹没出流

各项系数

收缩系数

流速系数

流量系数

厚壁孔出流

厚壁孔自由出流

阻尼长孔出流

典型液压阀口流量系数

变水头作用下的孔口出流

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