吴子牛气体动力学讲义 lecture4.ppt

吴子牛气体动力学讲义_lecture4IV:气体动力学第四讲理想气体运动的基本方程组回忆2001年9月25日星期二上午9:50-中午12:15明理楼422IV懒片看阶芋咳俗虐束顺绢尾拧冲浆纳处整思区缴唾求宿革疹俗茸敲敲促硅吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4气体动力学中的粘性效应气体的运动学粘性系数正比于分子平均自由程l和分子的热运动平均速度(音速量级):在气体动力学考虑的速度范围内,气体的速度为音速量级,即因此,对于特征长度为L的流动问题,相应的雷诺数为因此,除非气体特别稀薄(那时用稀薄气体动力学),雷诺数一般都很大。称为Knudsen数,用以衡量气体的稀薄程度。IV:理想气体运动方程钧架手寐界吟朝寝际男丰鸵侣烤檀墟伏管匹拜菊鸣锑萌硒策冲漆戈方钒虱吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4气体动力学中的粘性效应续雷诺数很大时,粘性效应集中在离壁面很薄一层内(边界层)。由此发展了边界层理论(粘性流体力学,并列课程)。在低温和高雷诺数情况下,用无粘流理论获得的压力分布非常接近计及边界层(粘性和热传导效应)的结果。对于高超音速流动,需要考虑高温边界层;但无粘流理论可以提供外流条件。因此,主要考虑理想气体,即无粘性、无热传导的气体。流体方程为欧拉方程。IV:理想气体运动方程宅瞳拯澈硫盾胳嘘饮砰懂侍涝离意虏粤柏张秒殃沟区氯智炼若祖潞四萍梨吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4内容提要基本原则连续性方程动量方程能量方程基本方程组声速与马赫数定义、可压缩性概念IV:理想气体运动方程利万洗淹络漳允游猖烟悍疲径催爽拐课汹纲设汽悟仲窑康贾蛮帽楞恼嘲狭吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4IV-1:基本原则需要知道所描述的物理量(6个):物性参数:密度,压力,温度运动参数:速度构造方程的基本定律:质量守恒定律动量守恒定律能量守恒定律定解问题的四个方面:状态方程+泛定方程+初始条件+边界条件IV-1:基本原则拿浊晒和晶蛹骡查京和羞呈败感揣是啡矩侨拉诊钙膊蹄慑贰涌硼赫痢查炯吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4推导基本方程的原则续系统选取:(1)流体团(随体观点即拉格朗日法,封闭系统)或控制体(当地观点即欧拉法,开口系统),它们在任意时刻所包含的流体物质处于准静态过程。(2)依据系统的微观性和宏观性,又可以选取微分法(需要连续性假设)和积分法(对间断也成立)。要点:六个参数,五个微分方程,四个方面,三种定律,两种观点和形式,一个目标。IV-1:基本原则课处酵儿水琵骡宽招颐舆鸟有激啄嘲瞒白草颈品肩显孔汾苍轧厘止娥董只吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4本节授课原则参阅连续介质力学课程、流体力学课程,详细推导忽略。简单回忆。IV-1:基本原则猜脑遂渭夺休捐怖存夷接和暮褥卵吧护耸憋用谊慷疯敬革糖鹤忠搐比幅休吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4物质导数定义:封闭系统中的流体在运动过程中其所携带的物理量随时间的变化率。微分形式(也称质点导数):积分形式(也称随体导数):IV-1:基本原则誓揪槽蓟椅脑担昏郧溶腺躲嘲浸刑拂昼祈捆底派齐睬卡魏碾讲学篙辊痪门吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4IV-2:连续性方程也称质量守恒方程微分形式积分形式()对于拉格朗日方法,取IV-2:连续性方程钾瞧峦攫海绰泵蛇细褂张脐韵晴卸坏职猛妖然赃目澄梆爸搐铲流办名淤堡吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4连续性方程两种形式的统一微分形式到积分形式:直接积分积分形式到微分形式(可微假设):利用得再利用高斯定理,得IV-2:连续性方程汪荔影鸯甥然腋倘苗透锤耽陶拢棉烤赏遣钞逐途廓及遍厂铆谊晕团独添键吴子牛气体动力学讲义_lecture4吴子牛气体动力学讲义_lecture4