流体运动学上计算流体力学PPT课件

1、观察粘性流体的流动状态。观察粘性流体的流动状态。水箱，染色水，玻璃管，阀门；很干净，扰动小。水箱，染色水，玻璃管，阀门；很干净，扰动小。 laminarturbulent第1页/共18页vUdUdRe（non-dimensional number）粘性力惯性力ReRe临界临界 Reynolds number 流动状态发生转捩对应的流动状态发生转捩对应的Re number。2300Re圆管Udcr2300Re 2300Re crRecrRecrRe 不是一个确定的常数，它与水流扰动等实验条件有关。扰动不是一个确定的常数，它与水流扰动等实验条件有关。扰动大大 低；扰动小低；扰动小 高。它的下限约高

2、。它的下限约2300，上限会高达，上限会高达40000。5105 . 2Re平板xUcr第2页/共18页机翼机翼弦线与来流之夹角。弦线与来流之夹角。下上翼面的压下上翼面的压差形成的垂直于来流方向差形成的垂直于来流方向的合力。升力随攻角的增的合力。升力随攻角的增大而增大。大而增大。 沿流动方向的沿流动方向的作用力。作用力。第3页/共18页 第4页/共18页(c) Re25(a) Re1(b) Re15(d) Re40(f) Re400图9.6.1 真实流体的圆柱绕流(e) Re60ReDC第5页/共18页3.2 3.2 描述流体运动的两种方描述流体运动的两种方法法),(tcbapp ),(tcb

3、arr tcbatcba,vrvtcbatcba,ava第6页/共18页 ),(321qqq),(321tqqqvv ),(321tqqqpp ),(321tqqq),(,tcbatcbavB),(),(tcbattcbaav第7页/共18页ttzyxtttwztvytuxDtDt),(),(lim0BBBtt)(rM)(),(),(2tOtwztvytuxttttttBBBBrBvrBzwyvxutDtDBBBBBBvBB)(tDtDTaylorTaylor),(trB),(ttt vrB)(rMkjirvwvut),()(tMvr质点第8页/共18页BvBB)(tDtD对流导数对流导数Co

4、nvective derivative局部导数局部导数Local derivative质点导数质点导数Material derivativeu1u2vtDtD密度的质点导数密度的质点导数 vvvva)(tDtD对流加速度对流加速度局部加速度局部加速度质点加速度质点加速度：)(vtDtD0t0)(v 定常流动；定常流动；（Material derivative operator）均匀流动均匀流动第9页/共18页zwwywvxwutwazvwyvvxvutvazuwyuvxuutuazyxzvvvrvrvvtvarvvzvvvrvrvvtvarvzvvvrvrvvtvazzzzrzzrzrrzrr

5、rrr2ctgRvvRvvDtDvactgRvRvvDtDvaRvRvDtDvaRRRR222sinRvRvRvtDtDR ),(zr1, 1321hrhh),(Rsin, 1321RhRhh),(zyxvvva)(t展开式展开式第10页/共18页 tqqq;,321BB 0t321,qqqBB 0t（uni- and non-uniform flow)均匀流动均匀流动 非均匀流动非均匀流动 0)(BBBBt0)(;,BBBBtzyx第11页/共18页tRtzr,BBBtzyx,BB 0,zytxBB0,ztrtyxBBByx第12页/共18页kjirtcbaztcbaytcbax,tzyx,vdtrddtdvr dttzyxwdztzyxvdytzyxudx,0tt cba,第13页/共18页kjirdzdydxdtzyx,v0vrd),(),(),(tzyxwdztzyxvdytzyxudx第14页/共18页LagrangeLagrangeEulerEuler第15页