流体力学复习资料亲自整理.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑流体力学复习资料，亲自整理 第一章 绪论 1. 重度：指流体单位体积所受的重力，以γ表示 对于非均质流体： 对于均质流体： ?GdG??lim??V?0?VdVGmg?????gVV单位:牛/米3（N/m3） 不同流体ρ、γ不同，同一流体ρ、γ随温度和压强而变化 在1标准大气压下：表1.1(P5) 蒸馏水：4oC，密度1000kg/m3，重度9800 N/m3 ； 水银：0oC，密度13600kg/m3，重度133280 N/m3 ； 空气：20oC，密度1.2kg/m3，重度11.76N/m3 ； 2. 粘性 流体平衡时不能抗争剪切力，即平衡时流体内部不存在切应力 流体在运动状态下具有抗争剪切变形才能的性质，称为粘性 内摩擦切应力τ＝T/A T=F A为平板与流体的接触面积 粘性只有在流体运动时才显示出来，处于静止状态的流体，粘性不表现有任何作用 由牛顿流体的条件可知，若流体速度为线性分布（板距h、速度u0不大） u0u?y板间y处的流速为： h 0切应力为： 系数μ称为流体的动力粘性系数、动力粘度、十足粘度； u???h 若流体速度u为非线性分布 流体内摩擦切应力τ： ????dy du 只要内摩擦力按该定律变化的流体称为牛顿流体，如空气、水、石油等；否那么为非牛顿流体。

? 牛顿流体 ? 切应力与速度梯度是通过原点的线性关系 ? 非牛顿流体 塑性流体：如牙膏、凝胶等 ? 有一初始应力，抑制该应力后其切应力才与速度梯度成正比 假塑性流体：如新拌混凝土、泥石流、泥浆、纸浆 ? 速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较大； ? 速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率逐步降低 胀塑性流体：如乳化液、油漆、油墨等 ? 速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较小； ? 速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率渐变大 3. 流体的运动粘度 是动力粘性系数μ与其密度ρ之比，用ν表示 若两种流体密度相差不多，单从ν值不好判断两者粘性大小 只适用于判别同一流体（密度近似恒定）温度、压强不同时粘性变化 动力粘度μ的单位是牛2秒/米2（N2s/m2）或帕2秒（Pa2s）； 运动粘度ν的单位是米2/秒（m2/s） ???? 液体和气体的粘度变化规律截然不同： ? 液体的运动粘度系数随温度升高而减小; ? 气体的运动粘性系数随温度升高而增大 ? 理由：两者粘性产生的理由不同 ? 液体 ? 产生粘性的主要理由是液体分子间的内聚力（引力），分子间距小，内聚力较强，阻拦质点间相对滑动而产生内摩擦力，表现液体粘性。

? 当温度升高时，分子间距增大，分子间内聚力减小，阻拦相对滑动的内摩擦力减小，所以粘性减小 ? 气体 ? 产生粘性的主要理由是气体分子不规矩热运动，在相邻流体层间发生动量的交换，阻拦质点间相对滑动，呈现出粘性 ? 当温度升高时，气体分子不规矩热运动巩固，分子交换频繁，动量交换加剧，阻拦相对滑动的内摩擦力增大，所以粘性增大 粘性只有在流体运动时才显示出来，处于静止状态的流体，粘性不表现有任何作用 ? 梦想流体：一种假想的无粘性的流体，μ=0 ? 实际不存在，只是一种假想的物理模型； ? 认为流体在运动时不存在内摩擦力 ? 流体力学的研究方法： ? 将实际流体假想为梦想流体，找出运动规律后，再考虑粘性影响，修正后用 于实际流体 4. 流体的密度、体积会随着温度、压强的变化而变更 温度确定时，流体体积随压强的增加而缩小的特性称为流体的压缩性； 压强确定时，流体体积随温度的升高而增大的特性称为流体的膨胀性 ? 液体压缩性大小以体积压缩系数βp表示 当温度确定时，每增加单位压强所引起的体积相对变化量 ? V 1 dV dV?p ?? ?? 米2/牛 ? dp Vdp由于压强增加，体积减小，故冠以负号，使βp永为正值。

也可用密度ρ的变化代替体积V的变化 因ρ＝m/V,当液体质量m为定值时，有 dV??m??2d? 压缩性和膨胀性 ? 那么： 1dV1?m??2d?1d??p?????Vdpm?dp?dp 弹性模量E：体积压缩系数的倒数 E?1?p 液体的膨胀性大小用体积膨胀系数βt表示 当压强确定时，每增加单位温度所产生的体积相对变化量，即 ? t ? ? 1/oC dtVdt 压强与温度的变化，引起气体体积的显著变化，密度或重度也随之变化 其关系用完全气体状态方程表示 pV?mRTp??RT p为气体的十足压强，牛/米2； T为气体的十足温度，K； R为气体常数， R ? 8314 ，牛2米/千克2开 M dVV1dV枯燥空气分子量29，R＝287；中等潮湿空气R＝288 为研究问题便当，将流体的压缩系数和膨胀系数都看作零，为不成压缩流体 该流体的体积与温度、压强无关，其密度和重度为恒定常数。

十足不成压缩流体不存在 欧拉提出了流体的连续介质假说： 采用连续介质作为流体宏观滚动模型 即不考虑流体分子的存在，将真实流体看成是由无限多流体质点组成的稠密、无间隙的连续介质 流体质点：指流体中宏观尺寸分外小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体 概念要点：1、宏观尺寸分外 2、小微观尺寸足够 3、在任何时刻都具有确定的宏观物理量 4、质点与质点之间没有空隙，流体质点的外形可任意划定 其次章 流体静力学 流体静力学研究流体在外力作用下处于平衡状态时的力学规律及其在工程实际中的应用 1． 质量力：作用在所研究流体的每个质点（或微团质量中心）上，并与质量成正比的力 质量力不是通过两种物质的直接接触施加，又称长程力； 对于均质流体，质量力与流体体积成正比，又称体积力； 最常见的质量力：重力、惯性力 单位质量力：单位质量流体所承受的质量力 对于均质流体：m－－流体总质量；G－－总质量力; — 7 —。