最新同济_流体力学_第八章新ppt课件.ppt

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1、同济同济_流体力学流体力学_第八章新第八章新要求掌握的内容o掌握速度势函数和流函数概念及计算o理解势流基本解叠加原理及其在圆柱绕流中的应用 o了解绕流运动与附面层概念及其分离o掌握绕流阻力、升力和悬浮速度o第八章习题：1、3(fglm)，5，8，10，11，18，19，21，23，24，258-3、几种简单的平面无旋流动、几种简单的平面无旋流动o均匀直线流动 ayax8-3、几种简单的平面无旋流动、几种简单的平面无旋流动o源流和汇流: 流体从一点均匀地流向各方向流体从一点均匀地流向各方向2ln2QrQ8-3、几种简单的平面无旋流动、几种简单的平面无旋流动o环流(点涡) 用逆时针旋转固体诱导的流

2、动2ln2r8-3、几种简单的平面无旋流动、几种简单的平面无旋流动o直角内的流动 为直角内的流动o画该方程的曲线 axyaryxaar2sin)(cos222332 yyx0908-3、几种简单的平面无旋流动、几种简单的平面无旋流动o偶极流 用等强度源汇无限靠近诱导的流动o等流函数线cos2sin2RMRM2221124xyCC8-4、势流叠加、势流叠加o均匀流中的源流（均流+源流=半无限体）以流函数为例：找驻点（速度为零）过驻点的流函数值：过驻点的流线2sinQrvoosvQbx2)(22sinQQrvo2Q8-4、势流叠加、势流叠加用固体边界（物体的轮廓线）来代替上述流线：一半无限体 。在

3、该流线的无穷远处ovQby2)(8-4、势流叠加、势流叠加o均匀直线流中的等强源汇流 (朗金椭圆)n流函数：n找驻点：n推导得：(朗金椭圆的长度)(2axyarctgaxyarctgQyvo0)2(2)2(2ovalQalQovaQal128-4、势流叠加、势流叠加o找过驻点的流线（物体的轮廓线），此时流函数的值为零（巧合），简称零流线o朗金椭圆的宽度(b/2),书上有误0)2(22abarctgQbvo8-4、势流叠加、势流叠加o绕圆柱的流动n（均流+ x负向的偶极流）n流函数：n找流函数为零的流线：n或找过驻点的流线： sin2sinrMrvoovRMRr22, 0sin)21 (cos)

4、21 (12020rMvrurMvrur8-4、势流叠加、势流叠加o圆柱表面的速度分布： o圆柱表面的压强分布： sin200vuur2200220sin41222vppcvpvppo8-4、势流叠加、势流叠加o源环流rQln228-5、平面无旋流动的数值分法、平面无旋流动的数值分法 o有限差分法 n用差分方程代替微分方程o有限基本解法n势流叠加（未知数少）o有限元法n用区域平均满足方程代替点满足的方程8-6、绕流运动与附面层基本概念、绕流运动与附面层基本概念 o附面层的形成及其性质 510)0 . 55 . 3(Rekoxkxu35003000Rekokxu8-6、绕流运动与附面层基本概念、

5、绕流运动与附面层基本概念 o管流附面层 （动画）n对于层流n对于紊流 Re028. 0dxE5025dxE8-7、附面层动量方程、附面层动量方程 xACABCDPKKK020.dyuKdyuQxABxABdxxQQQQABABCDCAUQKACACdxxKKKABABCD8-7、附面层动量方程、附面层动量方程 dxdsdxxppddxxpppPoxsin)21()(dxdxxpPoxoxxdxdpdyudxdUdyudxd002由速度分布，通过动量方程即可得到边界层厚度。由于边界层很薄，近似用边界层外的压强分布代替边界层内的压强分布。8-8、平板上层流附面层的近似计算、平板上层流附面层的近似计

6、算 o层流n二次分布n壁面剪应力n边界层厚度oux477. 5ouU 0dxdU0dxdp)2(220yyuux02udyduxo8-9、平板上紊流附面层的近似计算、平板上紊流附面层的近似计算 o紊流n1/7次分布n壁面剪应力n边界层厚度ouU 0dxdU0dxdp7/10)(yuuxxxuo5/137. 04/1202)(0225. 042ooouuu8-10、曲面附面层的分离现象、曲面附面层的分离现象o曲面附面层的分离现象n增速减压区(收缩)顺压差克服表面阻力，并推动流体运动。因此速度分布逐步圆润n减速增压区(扩展)逆压差和表面阻力同时阻碍流体运动。因此速度分布逐步瘦小8-10、曲面附面层

7、的分离现象、曲面附面层的分离现象o卡门涡街n卡门涡街频率（动画）)(105102:Re)(102500:Re),(5001:Re)( 1Re555edcba2 . 0)Re7 .191 (198. 00ufd8-11、绕流阻力和升力、绕流阻力和升力 o阻力的一般分析o悬浮速度n受力平衡前提下的相对速度受力平衡前提下的相对速度n以球体为例以球体为例:当 时：小球随气流上升当 时：下降当 时：悬浮状态22odvACDGBDGBDGBD8-11、绕流阻力和升力、绕流阻力和升力 n阻力系数Cd8-11、绕流阻力和升力、绕流阻力和升力 n阻力系数Cd取值范围：o绕流升力的一般概念 48. 0:10210

8、ReRe13:1010ReRe24:10Re533CdCdCd22olvACL8-11、绕流阻力和升力、绕流阻力和升力 o例1:在煤粉炉膛中, 若上升气流的速度 , 烟气的 试计算在这种流速下,烟气中的 的煤粉颗粒是否会沉降。烟气密度 ,煤的密度 : o例2:一竖井式的磨煤机中,空气流速 ,空气的 ，密度 ，煤的密度 。试求此气体能带走的最大煤粉颗粒的直径为多少？smuo/5 . 0sm /1023326mmd610903/2 . 0mkg33/101 . 1mkgmsmuo/2sm /1020263/1mkg33/100 . 1mkgm8-11、绕流阻力和升力、绕流阻力和升力 o例1:例2:假设:层 流悬浮速度(m/s)雷诺数0.109 0.044 颗粒直径(mm)雷诺数假设:Cd=0.480.15 14.71 假设:层流0.27 27.12 假设:Cd=13/Re0.50.54 54.32 35 结束语结束语