流体力学名词解释

流体力学名词解释
流体力学名词解释

●连续介质模型:在流体力学的研究中,将实际由分子组成的结构用流体微元

代替。流体微元有足够数量的分子,连续充满它所占据的空间,这就是连续介质模型。

●质量力:处于某种力场中的流体,所有质点均受有与质量成正比的力,这个

力称为质量力。

●表面力:指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。

●流体的相对密度:某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流

体的相对密度。

●压缩率:当流体保持温度不变,所受压强改变时,其体积的相对变化率。

●粘性:当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻碍流

体层间相对运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。

●动力粘度:单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh)

●运动粘度:动力粘度和流体密度的比值。υ=μ/ρ

●理想流体:一种假想的没有粘性的流体。

●牛顿流体:在流体力学的研究中,凡切应力与速度梯度成线性关系,即服从

牛顿内摩擦定律的流体,称为牛顿流体。

●表面张力:引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。

●静压强:当流体处于绝对静止或相对静止状态时,流体中的压强称为流体静

压强。

●绝对压强:以绝对真空为零点开始计量的压强。

●质量流量:单位时间内流过总流过流断面的流体质量。

●体积流量:单位时间内流过总流过流断面的流体体积。

●压缩性:在一定的温度下,流体的体积随压强升高而缩小的性质。

●计示压强:以大气压为零时计量的压强。

●真空度:流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。

●有势质量力:质量力所做的功只与起点和终点的位置有关,这样的质量力称

为有势质量力。

●力的势函数:某函数对相应坐标的偏导数,等于单位质量力在相应坐标轴上

的投影,该函数称为力的势函数。

●等压面:在充满平衡流体的空间,连接压强相等的各点所组成的面称等压面。

●静水奇象:总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关,仅取

决于底面积和淹深。

●淹深:流体中某点在自由面下的垂直深度。

●压力体:由所研究的曲面,通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面

(或其延伸面)所围成的封闭体积叫做压力体。

●实压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时,称该压力体为实压

力体。

●虚压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时,称该压力体为虚压

力体。

●浮力:液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。

● 时变加速度(当地加速度):位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变

化率。

● 位变加速度(迁移加速度):流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变

化率。

● 全加速度(质点导数或随体导数):时变加速度与位变加速度的和称为全加

速度。

● 恒定流动(定常流动):流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化,这

样的流动称为恒定流动。

● 非恒定流动(非定常流动):流场中运动参数不但随位置改变而改变,而且

也随时间变化,这种流动称为非恒定流动。

● 迹线:流体质点的运动的轨迹称为迹线。

● 流线:某瞬时在流场中作一条空间曲线,该瞬时位于曲线上各点的流体质点

的速度在该点与曲线相切。流线微分方程:0=?v r d

● 流管:在流场中任取一封闭曲线l(非流线),过曲线上各点作流线,所有这些

流线构成一管状曲面,称为流管。

● 流束:若在流场中取一非流面的曲面S ,则过曲面上各点所作流线的总合,

称为流束。

● 总流:在实际工程中,把管内流动和渠道中的流动看成是总的流束,它由无

限多微小流束组成,称为总流。

● 有效断面:在流束或总流中与所有流线都想垂直的横断面称为过流断面或有

效断面。

● 平均流速:流经有效截面积的流量除以有效截面积而得到的商。V=qv/A ● 湿周:在总流的过流断面上与流体相接触的固体边壁周长称为湿周,用χ标

记。

● 水力半径:总流过流断面面积与湿周之比称为水力半径,R=A/χ

● 当量直径:非圆形截面管道截面积的4倍与湿周之比,或等于4倍水力半径,

R x A

D 44==。

● 流量:单位时间内流过总流过流断面的流体量称为流量。

● (1)系统:有限体积的流体质点的集合称为系统。

. (2)流体力学中的系统是什么意思?它有哪些特点? ● 由确定的流体质点组成的流体团或流体体积V(t) (3分)。系统边界面S(t)在流体的运

动过程中不断发生变化(3分)。

● 控制体:取流场中某一确定的空间区域,这个空间区域称为控制体。

● 连续性:在流体力学的研究中,把流体看作是连续介质,即使是在运动流体

内部,流体质点也是连续充满所占据的空间,彼此间不会出现间隙。流体的这种性质称为连续性。

● 动能修正因数:用真实流速计算的动能与平均流速计算的动能间的比值。 ● 动量修正因数:用真实流速计算的动量与以平均流速计算的动量间的比值。 ● 位置水头:所研究点相对某一基准面的几何高度,称为位置水头。

● 测压管水头(测压管高度):所研究点处压强大小的高度,因它具有长度因

次,所以表示与该压强相当的液柱高度,称为测压管水头。

● 速度水头(测速管高度):表示所研究点处速度大小的高度,具有长度因次,

称为速度水头。

● 运动相似:速度方向一致,大小成同一比例,则两个液流运动相似。

● 动力相似:两个运动相似的液流中,在对应瞬时,对应点上受相同性质力的

作用,力的方向相同,且各对应的同名力成同一比例,则两个液流动力相似。

● 沿程阻力:流体沿流动路程所受到的阻碍称为沿程阻力。

● 沿程损失:有沿程阻力所引起的能量损失称为沿程损失。

● 局部阻力:指流体流经各种局部障碍(如阀门、弯头、变断面管等)时,由

于水流变形、方向变化、速度重新分布,质点间进行剧烈动量交换而产生的阻力。

● 局部损失:由局部阻力所引起的能量损失称为局部损失。

● 层流:流线为直线,流体质点只有沿圆管轴向的流动,而没有径向运动,这

种流动状态称为层流或片流。

● 紊流:流体质点不仅有轴向运动,也有径向运动,处于一种无序的紊乱的状

态,这种流动状态称为紊流或湍流。

● (1)时间平均流速:在某一时间间隔内,以某平均速度流经微小过流断面

的流体体积与以真实速度流经此微小过流断面的流体体积相等,该平均速度称为时间平均流速。

◆ (2)紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速

度。

? ?+=T

t t o udt T 1

u

? 式中:t △-初始时刻 T -时间间隔 u -瞬时速度 u -时均速度 ●

脉动速度:在某一空间点上速度的真实值与时间平均值的差值。 ●

绝对粗糙度:管壁表面粗糙凸出的平均高度叫管壁的绝对粗糙度。 ●

相对粗糙度:绝对粗糙度与管径的比值称为相对粗糙度。 ●

(1)水利光滑管:粘性底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度的管路。 ● 水利粗糙管:粘性底层的厚度小于管壁的绝对粗糙度的管路。

? (2)水力光滑与水力粗糙管 : 流体在管内作紊流流动时,用符号△表

示管壁绝对粗糙度,δ0表示粘性底层的厚度,则当δ0>△时,叫此时

的管路为水力光滑管;(2分)当δ0<△时,叫此时的管路为水力粗糙

管。(2分)

● 薄壁孔口:指容器壁厚与所开孔口直径之比小于二分之一的孔口。

● 小孔口:水深与孔径之比大于10的孔口。

● 断面收缩因数:收缩断面面积与孔口面积的比值。

● 淹没出流:出流液体流入另一个充满液体的容器的流动过程。

● 自由出流:液体自孔口直接流入大气的流动。

● 水力长管:局部损失和出流的速度水头之和与其沿程损失相比较小(通常以小于百分之五为界限),这样的管路系统称为水力长管。

● 水利短管:沿程损失、局部损失等项大小相近均须计及的管路系统。

空化现象:在20℃时,如果将水的的压强降低到饱和蒸汽压强2.3kPa 以下时,

也会沸腾,为了和100℃时的沸腾加以区别,称这种现象为空化。

● 水击(水锤):在有压管路中流动的液体,由于某种外界因素(如阀门突然

动作或泵突然停止工作等)使液流速度突然改变,这种因液体动量的变化而引起压强的突变(急剧交替上升或下降)现象成为水击。

● 旋转角速度;单位时间内绕同意转轴的两条互相垂直的旋转角速度的平均

值。

● 角变形速度:单位时间内一个直角的角度变化量。。

● (1)有旋运动:流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋运动。 ● 无旋运动:流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋运动。

?

(2)流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动,流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。数学条件: ?

021=??=V ω 无旋流动 ● 021

≠??=V ω 有旋流动

● 正压流体:密度只与压强有关,而与温度无关的流体称为正压流体。

● 涡线:在某瞬时涡量场中所作的一条空间曲线,在该瞬间,位于涡线上的所

有流体质点的旋转角速度向量均与该线相切。

● 涡管:给定瞬时,在涡量场中,过任意封闭曲线(不是涡线)上各点,作涡

线所形成的管状表面,称为涡管。

● 涡束:若涡管中充满着旋转运动的流体质点,就称为涡束。

● 旋涡强度:在涡量场中取一微元面积dA,dA 中流体质点的旋转角速度向量为

ω,n 为dA 的法线方向,定义dJ=ωcos(ω,n) dA=ωndA 称为任意微元面积dA 上的旋涡强度。

● 速度环量:假设某一瞬时t ,在流动空间中取任意曲线AB ,在AB 线上M 点处

取微元线段dl ,M 点处速度为v ,v 与dl 的夹角为α,则称dΓ=v?dl=dlvcosα=vldl 为沿线段dl 的速度环量。

● 速度势函数(速度势):若?φ/?x=vx ,?φ/?y=vy, ?φ/?z=vz ,称φ

(x.y,z,t )为速度势函数。

● 流函数:若?ψ/?x=-vy ,?ψ/?y= vx,称函数ψ(x.y,t )为流函数。

● 边界层:当粘性流体绕流固体壁面时,在固体壁面附近,总存在一速度较低,

但速度梯度较很大的薄层区域,这一薄层流体就称为边界层。

● 边界层厚度:物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层;(2分)通

常,取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99%处的距离作为边界层的厚度,以δ表示。(3分)

● 粘性底层(层流底层):在靠近管壁处有一薄层流体,受管壁的影响,在流体

粘性的作用下流速急剧下降,在管壁处速度降为零。在这个小范围内,沿径向存在较大的速度梯度,这一层流体称为粘性底层。

● 排挤厚度(位移厚度)——粘性作用造成边界层速度降低,相比理想流体有

流量损失,相当于中心区理想流体的流通面积减少,计算时将平板表面上移一个厚度,此为排挤厚度

●动量损失厚度——与理想流体流动相比,粘性流体在边界层内减速造成动量

损失,如果按理想流体流动计算动量(放大速度),必须考虑壁面上移一个距离(减小流道),这个距离称为动量损失厚度。

●顺压力梯度——沿流动方向压力逐渐降低,边界层的流动受压力推动不会产

生分离

●逆压力梯度——沿流动方向上压力逐渐升高,边界层的流动受抑制容易产生

分离。

●卡门涡街:流体绕流圆柱时,随着雷诺数的增大边界层首先出现分离,分离

点不断的前移;(2分)当雷诺数大到一定程度时,会形成两列几乎稳定的、非对称性的、交替脱落的、旋转方向相反的旋涡,并随主流向下游运动,这就是卡门涡街。(3分)

●单连通域:如果周线区域内所作的任意一条围线,都可以连续地收缩至一点

而不越出边界,称为单连通域。

●点源:流体从一点径向均匀地向外流出,流动完全对称,流线是从0点发出

的直线,这种流动称为点源。

●点汇:如果流体径向直线均匀地流向一点,这种流动称为点汇。

●点涡:涡束的半径r趋于零时,变成一条涡线,垂直于无限长直涡线的各平

行平面中的流动称为点涡。

●缓变流动:若某过流断面上的流线几乎是相互平行的直线,则此过流断面称

为缓变断面,过流断面上的流动称为缓变流动。

●瞬态力:在同一地点(控制体积内)由于时间变化而产生的力,称为瞬态力。

●稳态力:由于流体质点流入流出控制面所处的空间地点变化而产生的力,称

为稳态力。

●水力坡度:单位长管上的作用水头。

●均匀泄流:沿流程流量均匀泄出的流动。

●边界层转捩区:层流和紊流之间的过渡区。

●入口起始段:从管路入口到有效截面上形成速度分布为抛物线规律之间的一

段距离成为入口起始段。

●流体:易于流动的物体。

●急变流动:流束内流线间的交角大,流线曲率半径小的流动。

●流场:流体质点运动的全部空间。

●水利高度(总水头):几何高度,测压管高度,测速管高度之和称为水利高

度。

●惯性能头:hj=1/g*∫1→2(?v/?t)dl,由流动的非恒定性造成,表示当地

加速度?v/?t所具有的惯性力对单位重力流体所作的功。

1.理想流体: 实际的流体都是有粘性的,没有粘性的假想流体称为理想流体。

2.水锤现象 : 当管道中的阀门突然关闭,以一定压强流动着的水由于受阻流速突然降低,压强突然升高。突然升高的压强迅速地向上游传播,并在一定条件下反射回来,产生往复波动而引起管道振动的现象。

3.定常流动 : 流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t 无关,称作定常流动。

4.水力光滑与水力粗糙管 : 流体在管内作紊流流动时,用符号△表示管壁绝对粗糙度,δ0表示粘性底层的厚度,则当δ0>△时,叫此时的管路为水力光滑管;(2分)当δ0<△时,叫此时的管路为水力粗糙管。(2分)

5.气体一维定常等熵流动的极限状态 : 在绝热流动的过程中,气流的绝对压强与热力学温度为零,气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。

1.计示压强:以当地大气压强为基准计量的压强a e p p p -=

2.等压面:在液体中压强相等的点组成的面称为等压面。

3.流线:速度场的矢量线,任一时刻t ,曲线上每一点处的切向量都与该点的速度向量 相切。流线微分方程:0=?v r d

4.当量直径:非圆形截面管道截面积的4倍与湿周之比,或等于4倍水力半径,R x A

D 44==。

5.边界层厚度:物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层;(2分)通常,取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99%处的距离作为边界层的厚度,以δ表示。(3分)

6.卡门涡街:流体绕流圆柱时,随着雷诺数的增大边界层首先出现分离,分离点不断的前移;(2分)当雷诺数大到一定程度时,会形成两列几乎稳定的、非对称性的、交替脱落的、旋转方向相反的旋涡,并随主流向下游运动,这就是卡门涡街。(3分)

1.粘滞性——流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动),其内部相应要产生对变形的抵抗,并以内摩擦力的形式表现出来,这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性

5.偶极流——由相距2a 的点源与点汇叠加后,令a 趋近于零得到的流动

9.输运公式——将系统尺度量转换成与控制体相关的表达式

质量力——作用于流场中每一流体质点上的力,属于非接触力,其大小与质量成正比。单位质量流体所受到的质量力称为单位质量力。(3分)

微元控制体——根据需要选取的具有确定位置和形状的微元流体。控制体的表面称为控制面

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