大学物理：流体力学.ppt

高尔夫球表面有许多窝，在同样的大小和重量下，飞行距离是光滑球的5倍。光滑的球表面有小坑的球自然之迷：鄱阳湖的“魔鬼三角”这是江西鄱阳湖的北湖区被称为“老爷庙”的水域。“魔鬼三角”水域发生的灾难是惊心动魄的。1945年4月16日，一艘日本运输巨轮“神户号”驶到老爷庙水域，突然无声无息的沉入水中，船上200多人无一生还。其后，日本海军曾派人潜入湖中侦察，下水的人除一人返回外，其他人均神秘失踪。返岸者脱下潜水服后，神情恐惧，接着就精神失常了。抗战胜利后，美国的爱德华波尔一行人来到鄱阳湖，经数月打捞仍一无所获，几名美国潜水队员也相继失踪。40年过去了，爱德华波尔终于向世人首次披露了他在鄱阳湖底摄人魂魄的经过。他写到：“几天内，我和三个伙伴在几公里的水域搜寻神户号，没发现一点踪影，庞然大物究竟在哪里？正当我们沿着湖底继续向西北方向寻去时，忽然不远处闪出一道耀眼的白光，飞快的向我射来。顿时平静的湖底出现了剧烈的震动，耳边呼啸如雷的巨声隆隆滚来。白光在鄱阳湖底滚动，我的三个伙伴随着白光的吸引力翻滚而去，我挣扎出水面，我的同伴下落不明……这里为何多灾多难？前些年江西省政府组成以气象工作者为主的考察队进行考察，经过近两年的设点观测，取得20多万个原始数据，进行分析后初步揭开了这个“魔鬼三角”之迷”。“老爷庙”水域位于鄱阳湖的咽喉要道，水域好似一个喇叭口，每当冷气南下，盛吹偏北风时，由于“狭管效应”，使湖面风速巨增，春夏季节，天气变化较剧烈复杂，湖岸地带每年此外，这里水文情况复杂，许多江河支流的强大水流在这里交汇，有五大江河必经这里注入长江，由于这里是狭窄的咽喉要道，同样造成水流的“狭管效应”，使流速增大，水流紊乱并产生漩涡。都会出现破坏力极强的龙卷风。如1985年8月3日6时，在水域的西南方湖面出现一次龙卷风，把一条小船卷起十多米高，摔成碎片，把另一条船从湖边卷到了围堤外边。由此可见，“老爷庙”水域的地理环境、天气和气侯特点及复杂的水文状况是这里频频发生灾难的主要原因。不过，“魔鬼三角”还出现过一连窜神秘现象，如黑夜里湖上会闪烁硕大的荧光圈，附近的井里会发出奇怪的声响以及那湖底的“白光”等等，仍令人不解。科学家们已决心借助激光、远红外线、卫星遥感等高科技手段，彻底揭开“魔鬼三角”之迷。摘自《读者周末报》四.伯努利方程的应用1.乒乓球实验1.乒乓球实验2.喷雾器3.建筑通风鼹鼠的洞穴4.机翼、导流板5.香蕉球例小孔流速BA§6-1理想流体的定常流动例流速计(Pitot管）BA取流线AB§6-1理想流体的定常流动例流量计（Venturi管）§6-1理想流体的定常流动一流体的粘滞性1.粘滞性(viscosity)流体内部存在有内摩擦力(viscousforce)这种性质称为流体的粘滞性§6-2粘滞流体的流动?AB现象：A盘自由，B盘由电机带动而转动，慢慢A盘也跟着转动起来。解释：B盘转动因摩擦作用力带动了周围的空气层，这层又带动邻近层，直到带动A盘。这种相邻的流体之间因速度不同，引起的相互作用力称为内摩擦力，或粘滞力。库伦实验（1784）2.速度梯度(velocitygradient)垂直速度方向上速度的变化，称为速度梯度速度梯度==z当速度改变不均匀时速度梯度=物理意义速度梯度表示流动的流体由一层过渡到另一层时，速度变化快慢的程度3.粘滞系数(coefficientofviscosity)实验表明：F∝也叫粘度(viscosity)单位：dv／dz是流体粘滞性的量度帕·秒，“Pa·s”说明：T↑，F∝S，粘滞系数气体的粘性液体的粘性两层流体分子间的吸引力两层流体分子间的碰撞和掺杂二泊肃叶定律(Poiseuillelaw)泊肃叶定律就是关于粘滞流体在圆管中作层流时的流量所遵从的规律流量公式推导求流速分布方向向右，负号表示薄流层内的流体对该层的内摩擦力为dv／dr＜0OdrFF+dFrv内摩擦力的合力为dF，方向向左，薄层所受压力薄层作匀速流动，a=0F压=(p1－p2)2πrdr当r=0时，v最大，dv／dr=0(极值)