流体力学流 体 力 学 基 础流体力学第三章 流体运动学研究描述流体运动的方法,确定能够表征流体运动特征的运动要素,根据运动要素研究流体运动的特征
§ 3.1 流体运动的描述方法
§ 3.2 流场的基本概念
§ 3.3 流体运动的质量守恒方程流体力学
§ 3.1 流体运动的描述方法
拉格朗日法
a,b,c,t 称为拉格朗日变数
(,,,)x x a b c t?
(,,,)y y a b c t?
(,,,)z z a b c t?
流体力学
速度分量可写为
(,,,)(,,,) x a b c tu u a b c t
t
(,,,)(,,,) y a b c tv v a b c t
t
(,,,)(,,,) z a b c tw w a b c t
t
流体力学
加速度分量可写为
2
2
(,,,)(,,,)
xx
u x a b c ta a a b c t
tt
2
2
(,,,)(,,,)
yy
v y a b c ta a a b c t
tt
2
2
(,,,)(,,,)
zz
w z a b c ta a a b c t
tt
流体力学
欧拉法
速度分量
(,,,)u u x y z t?
x,y,z,t 称为欧拉变数
(,,,)p p x y z t?
(,,,)v v x y z t?
(,,,)w w x y z t?
流体力学
加速度分量
y
v v v va u v w
t x y z
z
w w w wa u v w
t x y z
x
d u u u d x u d y u d za
d t t x d t y d t z d t
u u u uu v w
t x y z
流体力学
x
u u u ua u v w
t x y z
流体力学
§ 3.2 流场的基本概念
恒定流,非恒定流
流线,迹线流线一般不相交流线是光滑曲线或直线流线的形状与固体边界的形状有关断面小处,流速大,流线密断面大处,流速小,流线疏迹线是某一流体质点的运动轨迹线
流管,元流,总流流体力学
过流断面,流量、断面平均流速
d Q U d A?
AAQ d Q U d A V A
QV
A?
流体力学
均匀流、非均匀流,渐变流,急变流
均匀流的特性流线是相互平行的直线，过流断面是平面，过流断面的面积沿程不变同一 根流线上各点的流速相等，流速分布沿流不变，断面平均流速也沿流不变过流断面上的压强分布规律符合液体静力学压强分布规律
一维流动、二维流动、三维流动流体力学
§ 3.3 流体运动的质量守恒方程
恒定总流的连续性方程
1 1 2 2U d A U d A
1 1 2 2d Q U d A U d A
12
1 1 2 2AAU d A U d A
12QQ?
1 1 2 2V A V A?
流体力学流体力学流体力学流体力学流体力学流体力学
§ 3.1 流体运动的描述方法
§ 3.2 流场的基本概念
§ 3.3 流体运动的质量守恒方程流体力学
§ 3.1 流体运动的描述方法
拉格朗日法
a,b,c,t 称为拉格朗日变数
(,,,)x x a b c t?
(,,,)y y a b c t?
(,,,)z z a b c t?
流体力学
速度分量可写为
(,,,)(,,,) x a b c tu u a b c t
t
(,,,)(,,,) y a b c tv v a b c t
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流体力学
加速度分量可写为
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流体力学
欧拉法
速度分量
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x,y,z,t 称为欧拉变数
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流体力学
加速度分量
y
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x
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流体力学
x
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流体力学
§ 3.2 流场的基本概念
恒定流,非恒定流
流线,迹线流线一般不相交流线是光滑曲线或直线流线的形状与固体边界的形状有关断面小处,流速大,流线密断面大处,流速小,流线疏迹线是某一流体质点的运动轨迹线
流管,元流,总流流体力学
过流断面,流量、断面平均流速
d Q U d A?
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流体力学
均匀流、非均匀流,渐变流,急变流
均匀流的特性流线是相互平行的直线，过流断面是平面，过流断面的面积沿程不变同一 根流线上各点的流速相等，流速分布沿流不变，断面平均流速也沿流不变过流断面上的压强分布规律符合液体静力学压强分布规律
一维流动、二维流动、三维流动流体力学
§ 3.3 流体运动的质量守恒方程
恒定总流的连续性方程
1 1 2 2U d A U d A
1 1 2 2d Q U d A U d A
12
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12QQ?
1 1 2 2V A V A?
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