第1章流体力学优秀课件.ppt

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1、第1章流体力学第1页，本讲稿共40页1.2.1 理想流体理想流体实际流体实际流体流动性流动性 连续性连续性 粘滞性粘滞性流动性流动性 连续性连续性 流动性流动性 连续性连续性 粘滞性粘滞性 可压缩性可压缩性粘滞流体粘滞流体理想流体理想流体理想流体是突出流体的流动性和连续性理想流体是突出流体的流动性和连续性,忽略流忽略流体的粘滞性体的粘滞性 和可压缩性抽象出的理想模型和可压缩性抽象出的理想模型【思考思考】哪些流体可以看成理想流体哪些流体可以看成理想流体?理想流体的性质第2页，本讲稿共40页1.2.2 定常流动定常流动 层流层流 湍流湍流 流场中不同地点不同时间的流速不流场中不同地点不同时间的流速

2、不同同,既既:v=v(x,y,z,t)定常流动（稳定流动）定常流动（稳定流动）流场中各点的流速不随时间变流场中各点的流速不随时间变化化,既既:v=v(x,y,z)哪些是典型的非稳定流动?哪些是典型的稳定流动?【思考】定义 非定常流动（非稳定流动）定常流动（稳定流动）流动类型第3页，本讲稿共40页流线流线（类比电力线）（类比电力线）定义流场中的一簇假象的有向曲线 其密度大小反映流速大小 切线方向反映流速方向 流线形状不变流线形状不变 两条流线不相交两条流线不相交1 12 23 3定常流动流线性质第4页，本讲稿共40页流管定常流动流管性质流管形状不变没有流线穿进穿出流管定义流线包围的管状区域第5页

3、，本讲稿共40页 在同一细流管中,不可压缩的流体,定常流动时，单位时间内通过任意截面的流量相等,即:1.21.2.3 .3 连续性原理连续性原理原理第6页，本讲稿共40页证明证明s1s2结果结果根据根据方程的条件同一细流管不可压缩流体稳定流动流体性质连续性第7页，本讲稿共40页s vv sExplainQ=v s=dV/dt (flow rate)SignificationEssence conservation of massIncompressible fluid steady flow same streamline conditionconservation of flow rate

4、Definition of Q第8页，本讲稿共40页推广推广312123有分支情况有分支情况【问题问题】（1）（2）第9页，本讲稿共40页1.2.4 1.2.4 理想流体的伯努利方程理想流体的伯努利方程 方程方程第10页，本讲稿共40页h1h2 根据p1p2s1s2连续性方程 功能原理第11页，本讲稿共40页 讨论单位？条件？实质？意义？第12页，本讲稿共40页几种特殊情况几种特殊情况S v Ph=constant*水平管水平管第13页，本讲稿共40页h p*竖直均匀管S=constantv=constant第14页，本讲稿共40页12*竖直非均匀管竖直非均匀管h 不一定 p第15页，本讲稿共

5、40页注意注意112*条件条件*静止液体和流体的区别静止液体和流体的区别*与大气相通处压强取与大气相通处压强取P P0 0121h 不一定 p第16页，本讲稿共40页【Example 1】streamlineequationconclusionA(P0,h,0)B(P0,0,v)1.2.5 伯努利方程和连续性方程的应用 P12容器中的流体越高,底部小孔流速越大第17页，本讲稿共40页【Example 2】B(PB,v)A (PB+gh,0)streamlineconclusion皮托管用皮托管用h的高低反映流速的大小的高低反映流速的大小equation 第18页，本讲稿共40页【Example

6、 3】streamlineequationconclusionA(P1,v1)B (P2,v2)在在s s和和一定的情况下，文特里流一定的情况下，文特里流量计用量计用h h的高低反映流量的高低反映流量 的大小的大小第19页，本讲稿共40页【Example 1-5】P19PA=?3)2)1)hh第20页，本讲稿共40页点1点2PA=?1(P0,h,v1)2(P0,0,v2)【思考】第21页，本讲稿共40页1.3 1.3 粘滞流体的运动粘滞流体的运动 hvhv1.3.11.3.1 层流的粘滞定律层流的粘滞定律粘滞性粘滞性现象现象 分层流动分层流动 （河床，管道）（河床，管道）解释解释 内摩擦力的效

7、果内摩擦力的效果粘滞性是流体本身具有的阻碍其内粘滞性是流体本身具有的阻碍其内部相对运动或相对运动趋势的性质部相对运动或相对运动趋势的性质粘滞性是由于流体中内摩擦粘滞性是由于流体中内摩擦力的存在而产生层流的性质力的存在而产生层流的性质第22页，本讲稿共40页1.3 1.3 粘滞流体的运动粘滞流体的运动1.3.1 1.3.1 层流的粘滞定律层流的粘滞定律粘滞定律粘滞定律粘滞系数(P15)速度梯度两层间的面积第23页，本讲稿共40页1.3.2 泊肃叶公式泊肃叶公式条件条件层流，均匀水平管，粘滞流体层流，均匀水平管，粘滞流体公式公式圆管半径圆管长度圆管两端的压强差粘滞系数第24页，本讲稿共40页根据流

8、量定义牛顿定律牛顿定律粘滞定律粘滞定律P P1 1P P2 2vF F粘滞粘滞r r第25页，本讲稿共40页说明（类比欧姆定律）说明（类比欧姆定律）意义意义例例1.1 P161.1 P16功率均匀斜管串联并联12h推广第26页，本讲稿共40页.3.2 粘滞流体的伯努利方程粘滞流体的伯努利方程方程方程单位体积的流体从流到损失的能量第27页，本讲稿共40页.3.3 粘滞流体的伯努利方程粘滞流体的伯努利方程两种特殊情况水平均匀管水渠管(渠)道结果条件第28页，本讲稿共40页湍流层流1.3.3 1.3.3 湍流和雷诺数湍流和雷诺数雷诺实验雷诺实验装置装置现象现象第29页，本讲稿共40页1.3 1.3

9、黏滞流体的运动黏滞流体的运动湍流第30页，本讲稿共40页雷诺数雷诺数说明Re满足相似律Re的作用Re无量纲层流和湍流的判据层流湍流第31页，本讲稿共40页1.3.4 1.3.4 粘滞流体中运动物体受到的阻力粘滞流体中运动物体受到的阻力斯托克斯公式斯托克斯公式条件条件流体宽流体宽 球小球小 速度小速度小 平动平动用途用途测测 分离术分离术第32页，本讲稿共40页f分离术原理分离术原理根据根据牛顿定律牛顿定律斯托克斯公式斯托克斯公式结果结果第33页，本讲稿共40页5、3生物大分子高速离心分离术生物大分子高速离心分离术方法 类比原理 竖直沉降 水平旋转结论重力场场中力 旋转场场中力x X第34页，本

10、讲稿共40页P19 17A(h1+h2,P0,v A)B(h2,P,vA)C(0 ,P0,vC)12vC？第35页，本讲稿共40页P19 1-4【思路】通过常量建立通过常量建立L L和和h h的关系的关系挖掘题目中的条件挖掘题目中的条件 “h多高时L最大”暗含的条件是?解方程组解方程组关键问题hLLmhxhxhLHLm第36页，本讲稿共40页解:平抛运动特点小孔流速在在 高度处钻孔高度处钻孔,小孔射出的水离容器最远小孔射出的水离容器最远第37页，本讲稿共40页(h,v)(H,0)0 L第38页，本讲稿共40页Exp1-9 P191(h,v1)2(0,v2)第39页，本讲稿共40页p31 题1-110,ht,yt,h-yy设：t 时刻，水位差为x，左容器中的水位高度为y第40页，本讲稿共40页