工程流体力学复习要点总结

流体力学

一，绪论

1，流体：宏观：流体是容易变形的物体，没有固定的形状。

微观：在静力平衡时，不能承受拉力或者剪力的物体就是流体。

2.流体分类：液体，气体。

3.流体力学的研究方法：①理论方法②实验法③计算法

4.流体介质：是指流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体。

5.连续介质：无穷多个、无穷小的、紧密相邻、连绵不断的流体质点组成的一中绝无间隙的介质。

提出连续介质的目的：①符合实际情况②便于使用数学工具。

6.流体的主要物理性质：a，流体的密度与重度 b，黏性 c，压缩性和膨胀性 d，表面张力。

7.黏性：流体运动时，其内部质点沿接触面相对运动，产生内摩擦力以阻止流体变形的性质，就是流体的黏性。

8.根据牛顿内摩擦定律，流体分为两种：牛顿流体、非牛顿流体。

非牛顿流体分为：塑性流体、假塑性流体、胀塑性流体。

9.μ和ν的单位。

10.黏度变化规律：液体温度升高，黏性降低；气体温度升高，黏性增加。原因：液体黏性是分子间作用力产生；气体黏性是分子间碰撞产生。

11.流体的压缩性：温度一定时，流体的体积随压强的增加而缩小的特性。

流体的膨胀性：压强一定时，流体的体积随温度的升高而增大的特性。

弹性模量E=1/βp N/m2βp βt

12.不可压缩流体：将流体的压缩系数和膨胀系数都看作零的流体。

二，流体静力学

1.静止流体上的作用力：质量力、表面力。

质量力：指与流体微团质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力。

表面力：指大小与流体表面积有关并且分布作用在流体表面上的力。

2.欧拉平衡微分方程：

欧拉平衡微分方程的综合形式也叫压强微分公式：

3.等压面：流体中压强相等的各点所组成的平面或曲面。

其性质：①等压面也是等势面②等压面与单位质量力垂直③两种不相混合液体的交界面是等压面。

4.绝对压强：以绝对真空为基准计算的压强。P

相对压强：以大气压强为基准计算的压强。P’

真空度：某点的压强小于大气压强时，该点压强小于大气压强的数值。 Pv

5.静压强的单位：（1）应力单位（2）液柱高单位（3）大气压单位

6.平面壁上的总压力（公式及作用点位置）：

（平面，曲面壁作用力不考计算题）

7.液体在曲面上方叫实压力体或正压力体；下方的叫虚压力体或负压力体。

三，流体动力学基础（看看作业题）

1.研究流体运动的两种方法：①拉格朗日法②欧拉法

2.迹线：指流体质点的运动轨迹，它表示了流体质点在一段时间内的运动情况。流线：流体流速场内反映瞬时流速方向的曲线。

（流线特征：同一时刻，不同流线互不相交）

3.定常流动：流体质点的运动要素只是坐标的函数而与时间无关。

非定常流动：流体质点的运动要素既是坐标的函数又是时间的函数。

4.【流面：通过不处于同一流线上的线段上的各点作出流线，则可形成由流线组成的一个面，称为流面。】

【流管：通过流场中不在同一流面上的某一封闭曲线上的各点作流线，则形成由流线所组成的管状表面，称为流管。】

微元流束：充满与微小流管中的流体。

总流：由无限多微元流束所组成的总的流束。

过流断面：与微元流束（或总流）中各条流线相垂直的截面称为此微元流束（或总流）的过流断面。

流量：单位时间内通过微元流束（或总流）过流断面的体积。

5.不可压缩流体（ρ为常数）定常流或非定常流的连续性方程：P43（3.21）

6.无黏性流体的运动微分方程：P46 （3.28）

7.无黏性流体运动的伯努利积分：P47

条件：（1）质量力定常且仅有重力（2）流体是不可压缩的（3）流体运动是定常的

8.伯努利方程的能量意义和几何意义（问答题 P49）

8.总水头线坡度（水力坡度）

9.测压管水头线坡度（水面坡度）

10.渠底坡度

（纸上）

10.急变流：指流线之间的夹角很大或流线的曲率半径很小的流动。

缓变流：指流线之间的夹角很小或流线的曲率半径很大的近乎平行直线的流动11.*总流的伯努利方程P54 （3.47）

条件：（1）质量力定常且仅有重力（2）流体是不可压缩的（3）流体运动是定常的（4）所取过流断面在缓变流或均匀流区域

12.毕托管的流速系数，一般条件下c=0.97~0.99。

物理意义：管中的真实流速与理想流速的比值。

11.P61 例题3.11 习题3.26

四，黏性流体运动及其阻力计算

1.湿周：过流断面与固体边界相接触的周界长。

水力半径：过流断面面积/湿周

2.非均匀流动：过流断面的大小、形状或方向发生变化，流体运动的速度也发生变化，这种流动为非均匀流动。

局部损失：由局部阻力所引起的水头损失称为局部水头损失。

流体运动与流动阻力的两种形式：均匀流动和沿程阻力；非均匀流动和局部阻力。

3.雷诺实验是确定流动状态以及不同流动状态水头损失与不同流速的关系的实验

4.P73 圆管层流，过流断面上的速度与半径成抛物面关系。

过流断面上，切应力与半径成正比，称为切应力的K字形分布。

5.P74 达西公式

6.脉冲：经过流场中某一固定位置的流体质点，其运动要素u、p等随时间而剧烈变动的现象，称为运动要素的脉冲。

时均化：P76

7.圆管紊流的速度分布是对数曲线。

8.尼古拉兹实验五个区：第Ⅰ区域--层流区，第Ⅱ区域--临界区，第Ⅲ区域--紊流水力光滑管区，第Ⅳ区域--过渡区，第Ⅴ区域--紊流水力粗糙管区。

9.确定λ系数的两种方法：①经验公式②莫迪图

10.蔡西公式 P85

包达定理计算 P89

11.作业题