流体阻力知识

1、流体阻力知识 ( 总 2 页)流体对运动物体的阻力，上要有粘性阻-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Companv One 1 -CAL -本页仅作为文档封面，使用请直接删除力、压差阻力和兴波阻力三种1. 粘滞阻力牛顿在1687年用在流体中拖动的平板，做了著名的粘性流动实验.图中两块板的而积均为 AS相互 间距为h,上板以速度V运动，卜板静止不动，板间的流体运动为层流。牛顿通过实验测定板所受到粘滞阻力的大小。实验结果是：阻力f的大小与物体的截而枳AS流体的粘性系数r)、流体的速 度梯度(dv/dy) 存在线性关系。粘滞阻力为f =qAS(dv/dy)在流体缓慢流过静止的物体或考物体在流

2、体中运动时， 流体内各局部流动的速度不同，存在粘滞阻力。 粘滞阻力的大小与物体的运动速度成正比，即 f*v,可以写为f = Civ, C称为粘滞阻力系数。 斯托克斯测 出球形物体在流体中缓慢运动时，所受到的粘滞阻力大小为f = 6nqvr上式称为斯托克斯公式,式中的n为流体的粘性系数、f为球形物体的半径。在理论力学中所说的"与物体速度一次方成正比的阻力",指的就是粘滞阻力。在空气中运动速度不十分快的物体，受到的阻力主要是粘滞阻力。2. 压差阻力当流体运动遇到物体时，流体会被物体分开，从物体的不同侧面流过。如果流体具有一定的粘性，靠近物体的那局部流体的速度将减慢，在物体的后

3、面一侧形成"真空地带，离物体较远处的流体将 向 这个"真空"地带补充，出现湍流。此时，物体前后两局部流体内单位体积分子数不同，前 后侧面 受到 流体的乐力不同，使得物体受到流体的阻力，这种阻力称为压差阻力。在理论力学中所说的"物体运动时受到空气与速度二次方成正比的阻力，指的就是空气对物体的压差阻力。降落伞在空中受 到空 气的阻力是压差阻力。压差阻力的大小与物体运动速度的平方成正比，即f?v2.可以写为彳二C2v2o产生压善阻力的机制与粘滞阻力不同。粘滞阻力是物体表而处流体与物体相互作用的结果：压差阻力是物体前后面出现乐力差的结果。从本质上讲，圧差阻力也是

4、山粘滞阻力引起的。因为流体与物体之间存在粘滞阻力，才使得从物体侧而流过的流体不能立刻到达物体的前方， 出现前方的“真 空"、"尾 流"，产生压力基。压差阻力的大小与流体的密度、物体的速度有关。如果流体的阻力系数为 CD密度为p、圆柱体的 半 径为r、长度为L,圆柱形物体在流体中以速度 v运动时，受到压强和压力。运动的圆柱体所受压 差阻 力大小为CDprLv2因为气体的密度较小，所以在气体中运动的物体， 一般情况卜受到的阻力上要是粘滞阻力：在空气 中 运动速度较大的物体，受到的阻力上要是压差阻力。液体的密度比气体大，在液体中运动的物体受到压差阻力的影响比拟大。3. 兴波阻力船舶在水中前进时，使水离开原來的位且产生振动、形成波浪。波是振动的传播，也是能虽的传播。船舶是产生振动的物体，在船前进的时候，一局部能虽传递给水，并且随着水波向外传播，能虽也向外传播、在产生振动的过程中减少。从能虽减少的角度，可以认为船舶在运动中受到水的阻力，这种力称为兴波阻力。兴波阻力的本质与粘性阻力、压差阻力不同。兴波阻力的大小与流体的粘性无关，而与船船的外形、运动速度有关。现代一些大的船舶，为了减少兴波阻力，将船体吃水线卜？方局部做成球形的缺 子状。 其作用是在船行驶时，水面上卞局部的船体都会产生波浪，为相 _干波。这两局部波的振动方向相反，