汽车工程流体力学(04粘性流体力学)

1、第七讲第七讲汽车工程流体力学汽车工程流体力学课程名称课程名称目目 录录第四章第四章 粘性流体动力学粘性流体动力学1. 纳维斯托克斯（纳维斯托克斯（N-S）方程）方程与理想流体不同，粘性流体在运动状态下，流体具有抵抗剪与理想流体不同，粘性流体在运动状态下，流体具有抵抗剪切变形的能力。因此，作用于流体内部任意面上力既有正向切变形的能力。因此，作用于流体内部任意面上力既有正向力，也有切向力。力，也有切向力。uxuyuzd2PxPxOdydzd2PxPxdxxd1fdxuPxtx=+xxxyxzPP i Pj P k y=+yxyyyzPP i Pj P kz=+zxzyzzPP i Pj P k u

2、xuyuzOdydzdxzxPyxPxd1fdyxxxzxxPPPuxyztxxP =xxxyxzyxyyyzzxzyzzPPPPPPPPPPxyyxPPxzzxPPzyyzPP切应力互等关系切应力互等关系 3xxyyzzPPPPxxyyzzPPPP 0 xyyxPPdduzXZUdduz1212dd902d11d(dd)22yxXuudtxyxyd1=d2yxuutxyd dyux txd dxuy tydd2=ddyxuuttxyd2dyxxyyxxyuuPPtxy2zxxzzxxzuuPPxz2yzyzzyyzuuPPyz2yxzxxxuuuuPPxyzx 23 2yyxzyyuuuuP

3、Pxyzy 2yxzzzzuuuuPPxyzz xxyyzzPPP1()3xxyyzzPPPP33 ()2 ()yyxxzzuuuuuuPxyzxyz23 1.3 纳维斯托克斯（纳维斯托克斯（N-S）方程）方程-1xd1fdyxxxzxxPPPuxyzt x2d1f(dyxzyxxzxxuuuuuPxxyxuuzuxyzuxyzt22222x222df2dyxyzxzxxxuuuuuuPxxx yyx zuzxuuxyzt 222x222dfdyxzxyxzxxxuuuxyzuuuxyzPuuuuxxyzxxt 2ddxxxPufuxxxtuu1.3 纳维斯托克斯（纳维斯托克斯（N-S）方程）

4、方程-22ddxxxPufuxxxtuu0u2ddxxxPufuxt0ddxxuPfxt矢量矢量u的散度。体积变化率的散度。体积变化率1.3 纳维斯托克斯（纳维斯托克斯（N-S）方程）方程-3目目 录录2.1 二元平板间粘性流体的流动二元平板间粘性流体的流动222222221() (a)1() (b)0 (c)xxxxxyyyyyxyyxvvpvvvvxyxxyvvvvpvvxyyxyvvxy 所以所以 vxv(y) 0 xvx0py(d)( , ),0 xyvv x yv( )pp x22221() (b)yyyyxyvvvvpvvxyyxy 已知：已知： 0 yxvvxy(c) (e)22

5、221() (a)xxxxxyvvpvvvvxyxxy (d)y,0 xyvvv（）22d1 ddvpydx2121()2dpyvC yCdx(0)( )0vv h210, 2 hCC1()2dpvy hydx 22d1 ddvpydx22d1 ddvpCydx12U ypvyhyhx线性叠加线性叠加谢谢！谢谢！第八讲第八讲汽车工程流体力学汽车工程流体力学课程名称课程名称目目 录录第四章第四章 粘性流体动力学粘性流体动力学http:/ 边界层概念的历史原因边界层概念的历史原因-13.2 边界层概念的历史原因边界层概念的历史原因-2http:/ 10 3.0 10 xcUxRe2700 8500

6、cU目目 录录第四章第四章 粘性流体动力学粘性流体动力学222222221() (a)1() (b)0 (c)xxxxxyyyyyxyyxvvpvvvvxyxxyvvvvpvvxyyxyvvxy 22221()yyyyxyvvvvpvvxyyxy 0 ( )ppp xyhttp:/ xxxxxyvvpvvvvxyxxy 2222xxvvxy221 xxxxyvvpvvvxyxy 21Const2pvdd vpvxx22d dxxxxyvvvvvvvxyxyhttp:/ dxxxxyvvvvvvvxyxy0py0 yxvvxy222xvvy2xxvvvxx22d dxxxxyvvvvvvvxyx

7、yd0dvx22vvxxvxxxyvvvvxy22 xvyxxxyvvvvxy22xxxxyvvvvvxyy0py0 yxvvxy 5.0 xv30( )0.332vxx0, 0 0, d/d0 xyxxyvvyvvvy 思考题思考题谢谢！谢谢！第九讲第九讲汽车工程流体力学汽车工程流体力学课程名称课程名称目目 录录第四章第四章 粘性流体动力学粘性流体动力学5.1 边界层分离边界层分离5.2 分离的物理原因分离的物理原因-1221xxxxyvvvpvvxyxy =0=0 xyvv；2201xyvdpydx5.2 分离的物理原因分离的物理原因-25.3 流动分离实例流动分离实例http:/ 两种阻

8、力（系数）两种阻力（系数）DfDpFFFDfDpCCC212FCv A习习 题（一）题（一）8080 km/h=(m/s)22.2(m/s)3.6v22dp111.25 22.22 0.4246.6(N)22Fv AC 246.6 22.25.476(kW)FsPFvt5.5 减小绕流总阻力的措施减小绕流总阻力的措施5.6 边界层的分离控制边界层的分离控制思考题思考题5.7 高尔夫球绕流高尔夫球绕流http:/ 圆柱绕流与卡门涡街圆柱绕流与卡门涡街-1http:/ 圆柱绕流与卡门涡街圆柱绕流与卡门涡街-2 补充：补充： 5.9 绕流升力绕流升力 Lvd v s带环量的圆柱绕流带环量的圆柱绕流 http:/ 题（二）题（二）2l2l vhdg2200l002g2gPPvhhgg2