传输原理第3章 流体动力学.pdf

传输原理

第一部分：动量传输

第三章流体动力学

主要内容：

介绍如何描述运动流体以及描述运动流体的一些参数；

研究流体在力的作用下的运动规律，包括流体运动的方式以及速度、

加速度等随时间和空间的变化，介绍引起运动的原因和确定作用力、

动量、能量的方法；

根据三个物理学基本定律建立几个描述流体运动的基本方程：连续性

方程、欧拉方程、纳维尔-斯托克斯方程、伯努利方程，再根据流体的

运动状态分别加以讨论。

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流体运动学(fluidkinematics)研究流体的运动规律，如速度、加速

度、变形等运动参数的变化规律。

流体动力学(fluiddynamics)研究流体在外力作用下的运动规律，即

流体的运动参数与外力之间的关系。

流体动力学就是研究流体质点在流场中所占有的空间的

一切点上，运动参数随时间和空间位置的分布和连续变

化的规律。研究流体在外力作用下的运动规律。

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3.1流体运动的描述

固体运动的描述

基础：牛顿三定律

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3.1流体运动的描述

流场的定义

流体运动的全部范围

由无数多流体质点或微团

运动所构成的空间流场

表征流体运动各有关物理量

随空间及时间变化的特征

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3.1流体运动的描述

流体流动的特性-流场特征

主要是指流体在流动条件下，其所具有的相关物理

量在空间和时间上的变化特性—流场特征。

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3.1流体运动的描述

流体运动的描述方法包括拉格朗日方法与欧拉方法两种

拉格朗日(Lagrange)方法又称随体法，由意大利数学家

JosephLouisLagrange(1736‐1813)提出。从分析流场中

个别流体质点(跟踪质点的位置和速度)着手来研究整

个流体运动。

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3.1流体运动的描述

欧拉(Euler)方法又称局部法，由瑞士数学家Leonhard

Euler(1707‐1783)提出。从分析流场中每一个空间点

上流体质点的运动着手，来研究整个流体的运动，

即研究流体质点在通过某一空间点时流动参数随时

间的变化规律。

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3.1流体运动的描述

流体运动的研究方法

关注的是流场中的“质点”。

追踪质点在每个瞬间的运动参数随位

拉格朗日法置、时间的变化。

研Xf(a,b,c,)

究综合所有质点即得流体的运动特点。

方

法