流体力学名词解释,绝对的精华
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第一章绪论
质量力:质量力是作用在流体的每个质点上的力。
流体质点:流体中宏观尺寸无穷小、而微观尺寸无穷大的任一物理实体。
表面力:是作用在所考虑流体表面上的力,其大小与被作用的表面积成正比。
是毗邻流体或其他物体作用在流体隔离体表面上的直接施加的接触力
应力:单位面积上的作用力
法向应力:单位面积上的法向力(正应力)—流体的压强
切向应力:单位面积上的切向力—切应力τ
惯性:是物体维持原有运动状态的能力的性质。
密度:单位体积流体所具有的质量
容重:单位体积的流体受到的重力
流体的黏滞性:流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质,此内摩擦力称为流体的黏滞力.
切应力:流层间单位面积上的内摩擦力
速度梯度:速度沿垂直于速度方向y的变化率
动力黏度μ的物理意义:单位速度梯度下的切应力
运动黏度:流体的动力黏度与密度的比值
牛顿流体:符合牛顿内摩擦定律的流体。
非牛顿流体:不符合牛顿内摩擦定律的流体。
流体的压缩性:流体受压,体积缩小,密度增大的性质
流体的热胀性:流体受热,体积膨胀,密度减小的性质
压缩系数:当温度保持不变时,单位压强增量引起流体密度的相对变化率
流体的弹性模量:压缩系数的倒数
热胀系数:表示当压强保持不变时,单位温度增量引起液体密度的相对变化率
如果把两端开口的玻璃细管竖立在液体中,液体就会在细管中上升或下降一定高度,这种现象称为毛细管现象,对应的细管称为毛细管
表面张力系数:单位长度上的表面张力值
接触角概念: 当液体与固体壁面接触时形成曲面, 在曲面和管壁交接处,曲面的切线与管壁的夹角,称为接触角α
可压缩流体:流体密度随压强变化不能忽略的流体。
理想流体:没有粘性的流体。
易流动性:静止时不能承受切向力,运动时抵抗剪切变形的能力。
三大模型:连续介质模型、不可压缩模型、理想流体模型。
连续介质假设是流体力学中第一个带根本性的假设
连续介质模型:认为液体中充满一定体积时不留任何空隙,其中没有真空,也没有分子间隙,认为液体是连续介质,由此抽象出来的便是连续介质模型。
不可压缩流体模型:在忽略液体或气体压缩性和热胀性时,认为其体积保持不变以简化分析,流体密度随压强变化很小,可视为常数的流体。
理想流体模型:连续介质模型和不可压缩模型的总和。
思考题
流体质点与流体微团的区别
(1)流体质点从几何上讲,宏观上看:仅是一个点,无尺度、无表面积、无体积;从微观上看:流体质点中又包含很多流体分子。从物理上讲,具有流体诸物理属性。
(2)流体微团流体微团虽很微小,但它有尺度、有表面积、有体积,可作为一阶、二阶、三阶微量处理。流体微团中包含很多个流体质点,也包含很多很多个流体分子。
质量力与表面力之间的区别:
①作用点不同质量力是作用在流体的每一个质点上表面力是作用在流体表面上;
②质量力与流体的质量成正比(如为均质体与体积成正比)表面力与所取的流体的表面积
成正比
③质量力是非接触产生的力,是力场的作用表面力是接触产生的力
第二章水静力学
静水压力:当流体静止不动时,流体内部相邻两部分之间相互作用的力或流体对其接触的固体壁面的作用力。
平均流体静压强:作用在单位面积上的力
当面积ΔA无限缩小到a点时,以上比值趋近于某一个极限值,该极限值称为a点的流体静压强
某一点距离基准面的高度,表示单位重量流体对基准面的位置势能。
静止的不可压缩均质流体中任何一点的压强势能与位置势能之和是常数。
绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
相对压强:以同高程大气压强为零点起算的压强。
真空压强:是指绝对压强小于当地大气压时,P为负值时的状态。
实压力体或正压力体:充满液体的压力体
虚压力体或负压力体:不充满液体的压力体
在静止流体中,压强的变化是由质量力决定的,只有在质量力不等于零的方向,才有压强的变化。
静水压强的两特性:
1,压强方向与作用面内法线方向重合。
2,静止液体中任一点静水压强的大小与作用面的方向无关,即,作用于同一点各方向的静水压强相等。
等压面与质量力正交。
等压面:液体压强相等的各点组成的面。
同种,静止,连续的液体的水平面为等压面。
第三章水动力学基础
流场:流体质点在流动中所占据的空间
流体质点:是一个物理点,是构成连续介质的流体的基本单位
空间点:空间点是一个几何点,表示空间位置
恒定流:各空间点上的运动要素(速度、压强、密度等)皆不随间变化的流动
拉格朗日法:把流场中的液体看做是由无数连续质点所组成的质点系,追踪研究每一质点的运动轨迹并加以数学描述,从而求得整个液体运动规律的方法,称拉格朗日法。
欧拉法:直接从流场中每一固定空间点的流速分布入手,建立速度、加速度等运动要素的数学表达式,来获得整个流场的运动特性。
流线:表示某一瞬时流体各质点运动趋势的曲线,曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。(对欧拉法的描绘)
迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹。(对拉格朗日法的描绘)
流管:在垂直于流动方向的平面上,过流场中任意封闭的微小曲线上的点作流线所形成的管
状面称为流管。
流束:流管以内的流体,称之为流束。
过流断面:流束上与流线正交的横断面称为过流断面。
元流:过流断面无限小的流束,几何特征与流线相同。
总流:由无数多个元流组成的,在一定边界内具有一定大小尺寸的实际流动的流体
流量——单位时间内通过某一过流断面的流体的量
体积流量:单位时间内通过断面的流体体积,以Q表示。单位为m3/s
质量流量:单位时间内通过断面的流体质量,以Q m表示。单位为kg/s
断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度,称之为压强水头
速度水头:流体由于具有速度u,在无阻力的情况下单位重量流体所能垂直上升的最大高度测压管水头:断面测压管水面相对于基准面的高度
总水头:位置水头、压强水头和速度水头之和
毕托管:通过测量总压与静压之差来测量流体速度的一种装置
水头损失:单位重量液体从断面1-1流至断面2-2所损失的能量
一元流:运动要素是一个空间坐标的函数的流动。
二元流:运动要素是二个空间坐标的函数的流动。
三元流:运动要素是三个空间坐标的函数的流动。
均匀流:质点流速的大小和方向沿程均不变的流动
渐变流:各流线接近与平行直线的流动。
急变流:流速沿流向变化显著的流动
有压流:无自由表面,表面压强不等于零的流动。
无压流:有自由表面;或虽然无自由表面,但是表面压强等于零的流动。
射流: 流体从孔口、管嘴或缝隙中连续射出一股具有一定尺寸的流束,射到足够大的空间去继续扩散的流动
总水头线:各断面总能量值连接起来的曲线或直线
测压管水头线:各断面的(Z+p/γ)值连接起来的线
动量定律:作用于物体的冲量,等于物体的动量增量
控制体:是空间的一个固定不变的区域,是根据问题的需要所选择的固定的空间体积。它的边界面称为控制面
系统:是一团确定不变的流体质点的集合。系统外的一切称为外界。
均匀流和渐变流断面压强分布:过水断面上的压强服从于水静力学分布规律。
能量方程的应用条件:1,恒定流,2,不可压缩液体,3,质量力只有重力,4,两过水断面须选在均匀流或渐变流区段上,但两过水断面间可以有急变流存在。5,两过水断面除了水头损失外,无能量流入或流出,6,沿程流量不变。
思考题
1.什么是流线?什么是迹线?流线与迹线的区别是什么?
迹线和流线最基本的差别是:迹线是同一流体质点在不同时刻的位移曲线,与拉格朗日观点对应,而流线是同一时刻、不同流体质点速度方向与之相切的曲线,与欧拉观点相对应。在恒定流中,流线的形状不随时间变化,任一流体质点必定沿某一确定的流线运动,此时流线和迹线在几何上是一致的,两者重合。
2.什么是恒定流动?什么是非恒定流动?
3.何谓渐变流,渐变流有哪些重要性质?引入渐变流概念,对研究流体运动有什么实际意义?