工程流体力学课程教案首页(2)

2019-01-19 11:54

二.一元流、二元流与三元流(运动要素与三个坐标的关

系)

三.流线与迹线

流线的定义及性质 流线的微分方程

u?ds?0或dxdydz?? uxuyuz迹线的定义

流线与迹线的区别

例3-1 已知平面流动的流速分布为ux=kx uy=ky,其中

y≥0,k为常数。试求:①流线方程;②迹线方程。

四.流管、元流、总流、过流断面

四个概念的定义 元流与总流的关系

元流、总流与过流断面的关系 五.流量与断面平均流速 1.流量

单位时间内通过过流断面的流体量。

元流的流量为

dQ?udA

总流的流量等于所有元流的流量之和,即

Q?udA A2.断面平均流速

Q?AudA v??AA

六.均匀流及非均匀流(迁移加速度是否为零) 七.渐变流与急变流

渐变流的定义

恒定渐变流的特点(2个) 特点2的证明 八.系统及控制体

系统的定义及特点(4个) 控制体的定义及特点(4个)

?

(讲稿页)第 3 页

讲 课 内 容

备 课 札 记

§3-3 流体运动的连续性方程

一.连续性微分方程

取如图所示微小正交六面体为控制体。分析流进、流出

控制体的流体质量差:

?m1??x?(??2?xdx)(u1?uxx?2?xdx)dydzx方向:

?(??1??2?xdx)(u1?uxx?2?xdx)dydz???(?ux)?xdxdydz

?m(?uy)y???dxdydzy方向: ?y

z方向:

?m?(?uz)z???zdxdydz据质量守恒定律得

???(?ux)?(?uy)?u?t??x??y?z?z?0 上式即为流体运动的连续性微分方程的一般形式。

对于恒定流,连续性方程可进行简化:

?(?ux)?x??(?uy)?y??(?uz)?z?0 不可压缩流体

?ux?uy?x??y??uz?z?0

(讲稿页)第 4 页

讲 课 内 容 备 课 札 记

例3-2.假设不可压缩流体的流速场为ux=f(y,z), uy=uz=0。

试判断该流动是否存在。

二、连续性积分方程

取图示总流控制体,将连续性微分方程对总流控制体积分

???V?tdV??V??(?u)dV?0

因控制体不随时间变化,故式中第一项

???dV??dV ?V?t?V?t据数学分析中的高斯定理,式中第二项

???(?u)dV??VA?undA

故连续性积分方程的一般形式:

??dV???undA?0

A?t?V

三.恒定不可压缩总流的连续性方程

对于恒定不可压缩(ρ=常数)总流,连续性积分方程可简化为:

?udA?0

An总流控制体,在其侧面上un=0,故有

??u1dA1??u2dA2?0

A1A2应用积分中值定理,可得

v1A1?v2A2?Q

上式即为恒定不可压缩总流的连续性方程。

§3-4 理想流体的运动微分方程及其积分

一.理想流体的运动微分方程

将欧拉平衡微分方程

(讲稿页)第 5 页


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