流体力学工程流体力学第三章.ppt

第三章流体流动特性——流体运动学本章任务:研究流体运动的描述方法和流体运动的基本特征。一、流场及其描述方法二、流体运动的速度和加速度三、流体微团的运动分析四、黏性流体的流动形态五、流体流动分类一、流场及其描述方法1拉格朗日法(LagrangianApproach)/:研究对象中流体质点所占有的整个空间P1(x0,y0,z0)P2(x1,y1,z1)u=u(x0,y0,z0,t)=u(P1,t)v=v(x0,y0,z0,t)=v(P1,t)w=w(x0,y0,z0,t)=w(P1,t)p=p(x0,y0,z0,t)=p(P1,t)x=x(x0,y0,z0,t)=x(P1,t)y=y(x0,y0,z0,t)=y(P1,t)z=z(x0,y0,z0,t)=z(P1,t)因为拉格朗日法研究每个流体质点的运动,然后综合所有流体质点的运动情况获得整个流场的特征。故:流体质点无限多,处理的信息量巨大。少用2欧拉法(EulerianApproach)/控制体法欧拉法取一个固定空间,通过观察该空间内各观测点所经过流体质点的特性来描述流体运动。--流体力学最常用的描述方法。=(x,y,z,t)其中:=u,v,w,p,T,在欧拉体系下,流场内任何物理量都是空间坐标与时间的函数:x、y、z是空间坐标,称为欧拉变数对流场中任意流体质点P,其空间坐标与时间有关,即:P(x,y,z)3拉格朗日法与欧拉法的对比拉格朗日法欧拉法跟踪式守株待兔式处理难度大、信息量大方便、便于实验测量少用常用二、流体的速度和加速度1流体的速度三维流场速度:二维流场速度:2加速度以x方向为例:速度的局部导数/局部加速度/当地加速度:表明同一位置不同时刻速度不同引起的速度变化(流场时间相关性)速度的迁移导数/迁移加速度:表明同一时刻不同位置速度不同引起的速度变化(流场的非均匀性)加速度的矢量形式