高等流体力学第3讲课件.ppt

公开课消化性溃疡病人护理评估课件.ppt

公开课消化性溃疡病人护理评估,公开课消化性溃疡病人护理评估公开课消化性溃疡病人护理评估,公开课消化性溃疡病人护理评估公开课消化性溃疡病人护理评估公开,公开课消化性溃疡病人护理评估课件,公开课消化性溃疡病人护理评估课件,外科护理学 P145,

《高等流体力学第3讲课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高等流体力学第3讲课件.ppt（44页珍藏版）》请在上搜索。

1、高等流体力学第3讲,(1)流体的运动与变形,(2)环量与涡,高等流体力学第3讲(1)流体的运动与变形(2)环量与涡,1.1 场的概念,场：一种函数，描述空间区域或空间与时间的函数 数学场用标量描述空间叫标量场，用向量表示叫向量场。物理场物理量在空间的变化规律。温度场、密度场、速度场、力场等。场的变化（数学处理方法）梯度：gradient a-标量 散度：divergence b-向量 旋度：rotation c-向量,数学基础准备,1.1 场的概念场：一种函数，描述空间区域或空间与时间的函,梯度：散度：旋度：,矢量：,标量：a,张量：,矢量：标量：a张量：,两矢量的点积是一标量：,两矢量的叉积

2、：,两矢量的点积是一标量：两矢量的叉积：,2.流体微元的运动和变形,a.线变形b.角变形,A.移动,C.转动,B.变形,2.流体微元的运动和变形a.线变形A.移动C.转动B.变形,亥姆霍兹速度分解定理：任一流体微团的运动可以分解为三个运动：1、随同任一基点的平移；2、绕通过这个基点的瞬时轴的旋转运动；3、变形运动（包括角变形和线变形）,平动,平移+线变形,平移+角变形,平移+旋转运动,实际的流体运动多为平动、转动和变形三种基本运动形式或两种基本运动形式的组合,亥姆霍兹速度分解定理：任一流体微团的运动可以分解为三个运动：,流体微团在运动中的变化可分成三部分：,平移运动+旋转运动+变形(线变形+角

3、变形),流体微团在运动中的变化可分成三部分：平移运动+旋转运动+变形,高等流体力学第3讲课件,高等流体力学第3讲课件,B.变形（以平面流动为例）,(1)线应变率(相对伸长率)流体面元的线尺度在x方向的局部瞬时相对伸长率,B.变形（以平面流动为例）(1)线应变率(相对伸长率),由于速度均匀,X方向没有线变形,由于存在速度差异,X方向存在线变形,由于速度均匀,X方向没有线变形由于存在速度差异,X方向存,高等流体力学第3讲课件,高等流体力学第3讲课件,高等流体力学第3讲课件,(2)面积扩张率 流体面元的面积在平面内的局部瞬时相对扩张率,(2)面积扩张率,(3)体积膨胀率,(3)体积膨胀率,如果流体是

4、不可压缩的,意味着流体微团的密度不变,微团在平面(空间)上所占据的面积(体积)保持不变,即:,如果是平面流动:,如果流体是不可压缩的,意味着流体微团的密度不变,微团在平面(,(4)角变形（以平面流动为例）,(4)角变形（以平面流动为例）,角变形速率定义为正交于该点的两线元夹角的平均减小率,在xy平面内为:,表示正交线元的夹角减小,角变形速率又称剪切变形速率,角变形速率定义为正交于该点的两线元夹角的平均减小率在xy平面,C.流体微元的转动,逆时针为正,顺时针为负,C.流体微元的转动逆时针为正,顺时针为负,高等流体力学第3讲课件,高等流体力学第3讲课件,先看旋度的数学定义:,那么由上可知旋度的物理

5、意义实际上是:微元在三个方向的旋转角速度的两倍.,先看旋度的数学定义:那么由上可知旋度的物理意义实际上是:微元,有旋流动 无旋流动,有旋流动：流体微元的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动,无旋流动：流体微元的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动,无旋流动,旋度为零,有旋流动 无旋流动有旋流动：无旋流动：无旋流动旋度为零,平行剪切流动是有旋的,均匀流动是无旋的注意:衡量流动有旋无旋是从流体微元的角度出发,而非是整体流动.,平行剪切流动是有旋的,均匀流动是无旋的,流体微元的速度分解,流体微元的速度分解,高等流体力学第3讲课件,已知:已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为,流线为双曲线 xy=c,这是

6、角部流动.现在试求:该流场的线应变率和面积扩张率表达式;,解:线应变率为:,面积扩张率为:,已知:已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为流线为双曲线,已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为,试分析流场的运动特性(1.流动有旋吗?2.角变形率?;3.是否可压缩?),2.流动的线变形率是:,解:流线方程:,已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为试分析流场的运动特性(,4.一点邻域内的面积扩张率是:,这说明流体在运动过程中面积保持不变,对角线对X轴的夹角不断减小,流体面不断拉长和变窄,这说明流体微元顺时针旋转,流动是有旋的,3.流动的旋转角速度是:,4.一点邻域内的面积扩张率是:这说明流体在运动过程中面积保,已知流场速度分布规律为,试分析流场的运动特性(1.流动有旋吗?2.角变形率?;3.是否可压缩?),解:流线方程:,这说明流线是一组同心圆,2.流动的线变形和角变形率是:,已知流场速度分布规律为试分析流场的运动特性(1.流动有旋吗,4.一点邻域内的面积扩张率是:,流动有旋,但是没有变形,流体象刚体一样匀角速度旋转,作逆时针旋转,流动是不可压缩流动这在流体力学称为强迫涡,5.一点邻域内的旋转角速度