工程流体力学-02.ppt

工程流体力学
机械工程学院
2014年02月
主讲:杨阳
第二章   流体静力学
无论是静止的流体还是相对静止的流体,流体之间没有相对运动,因而粘性作用表现不出来,故切应力为零。
本章学衡的规律,静止时流体的应力特征,静力学基本方程,流体与它的边界之间的作用力,非惯性系中流体的相对平衡。
流体的静压强及特性
流体平衡微分方程
流体静力学基本方程
压强的单位及测量仪表
静止液体作用在壁面上的总压力
阿基米德原理及固体在液体中的沉浮问题
流体的相对平衡
第二章流体静力学
第一节  流体静压强及其特性
一、流体静压强
面积DA的平均流体静压力
流体静压力(流体静压强)
静止流体单位面积上所受的作用力
第一节  流体静压强及其特性
二、静止流体中任一点应力的特性:
1. 静止流体表面应力只能是压应力或压强,且静压强方向与作用面的内法线方向重合。
2. 作用于静止流体同一点压强的大小各向相等,与作用面的方位无关。
px= py= pz= p
即有:
静止流体中,只存在法向压应力。
静止流体,速度处处为零,没有速度梯度,也就没有切应力。此外流体不能承受拉应力。且具有易流动性。
流体静压力与静止流体中点位置有关:
p= f(x,y,z)
第一节  流体静压强及其特性
第二节流体平衡微分方程
一、流体平衡微分方程——欧拉平衡方程
在平衡流体中取一微元六面体,边长分别为dx,dy,dz,设中心点的压强为p(x,y,z)=p,对其进行受力分析:
y向受力
表面力
质量力
第二节流体平衡微分方程
根据平衡条件,在y方向有       ,即
流体平衡微分方程(即欧拉平衡方程):
第二节流体平衡微分方程
物理意义:
处于平衡状态的流体,单位质量流体所受的表面力分量与
质量力分量彼此相等(大小相等,方向相反)。
压强沿轴向的变化率(           )等于轴向单位体积上的
质量力的分量(ρX,ρY,ρZ)。
第二节流体平衡微分方程
二、流体平衡微分方程的积分
∵ p = p (x, y, z)
压强全微分
式各项依次乘以dx, dy, dz后相加得:
W-势函数