浙大流体力学第1、2章绪论、流体静力学

第一章绪论1.1.1流体力学的研究对象研究对象：液体、气体内容：研究流体的机械运动规律及其应用的科学，是力学的一个分支。流体的流动性：流体在微小切力的作用下，连续变形的特性流体的三大特性:易流动性可压缩性粘性1.1.2流体的连续介质模型1.1.3流体力学的研究方法理论方法数值方法实验方法(以模型试验为主)1.1.4流体力学的发展1.2作用在流体上的力1.2.1表面力表面力是通过直接接触，施加在接触表面上的力。为ΔA上的平均压应力，为ΔA上的平均切应力。

1.2.2质量力质量力的大小用单位质量力来表示：在各坐标轴上的分量为：单位质量力为（只有重力）：1.3流体的主要物理性质1.3.1惯性密度：1.3.2粘性牛顿内摩擦定律：动力粘度：单位为Pa.s

运动粘度：m2/s理想流体：无粘性的流体。例：下图为滑动轴承示意图，直径为d=60mm,长度L=140mm,间隙δ=0.3mm.间隙中充满了运动粘度ν=35×10-6m2/s,密度ρ=890kg/m3的润滑油。如果轴的转速n=500r/min,求轴表面摩擦阻力Ff解：假设间隙为同心环形，可将间隙中的速度分布近似看成直线分布，轴表面的速度梯度为：动力粘度为：摩擦表面积为：作用在轴表面的摩擦阻力为：1.3.3压缩性压缩系数：体积模量：体膨胀系数：牛顿流体非牛顿流体：宾汉体，也称为塑性流体伪塑性流体，也称剪切稀化流体膨胀流体：也称剪切稠化流体第二章流体静力学2.1静止中流体应力的特性应力的方向沿作用面的内法线方向静压强的大小与作用面的方位无关

2.2流体平衡微分方程在静止流体内部任取一点O’，该点的压强为p＝p（x，y，z）两个受压面abcd和a’b’c’d’中心点M，N的压强：质量力：X方向的平衡方程：化简得：Y，z方向可得：各式相加得：欧拉平衡微分方程的全微分方式：进行变换，可得：即：2.3重力场中流体静压强的分布规律液体中任一点的压强为：质量力只有重力：X＝Y＝0，Z＝－g，可得：积分可得：由边界条件确定积分常数c，可得：2.3.3压强的度量绝对压强相对压强真空度例：立置在水池中的密封罩如图所示，试求罩内A、B、C三点的压强解：B点的压强：PB＝0A点的压强：C点的压强：位置水头：Z测压管高度：测压管水头：

例：密闭容器，侧壁上方装有U形管测压计，读数为20cm。试求安装在水面下3.5m处的压力表读数。例：用U形管水银压差计测量水管A、B两点的压强差。已知两测点的高差，压差计的读值。试求A、B两点的压强差和测压管水头。2.4流体的相对平衡压强分布规律：代入：积分：由边界条件：得到：那么：例：水车沿直线等加速度行驶，水箱长l＝3m，高H＝1.8m，盛水深度h＝1.2m。试求确保水不溢出，加速度的允许值。

解：质量力：代入，积分可得：由边界条件：得：令p＝pa，得到自由液面方程：使得水不溢出：那么：2.5液体作用在平面上的总压力作用在dA上的微小压力为：作用在平面上的总压力为：积分：是受压面A对Ox轴的静距则：总压力作用点：yD为总压力作用点到Ox的距离，yc为受压面形心到Ox轴的距离，Ic为受压面对平行Ox轴的形心轴的惯性距，A为受压面的面积。例：矩形平板一侧挡水，与水平面的夹角，平板上边与水面齐平，水深h＝3m，平板宽b＝5m。试求作用在平板上的静水总压力。解：总压力的大小：作用点：2.5.2图算法1、画出压强分布图2、图算法：用图算法计算：总压力作用线：2.6液体作用在曲面上的力2.6.1曲面上的总压力dP分解为水平分力和铅垂分力总压力的铅垂分力液体作用在二向曲面的总压力为：总压力作用线与水平面夹角：2.6.2压力体压力体：积分表示的几何体积1、实压力体2、虚压力体3、压力体叠加2.6.2液体作用在潜体和浮体上的力潜体：全部浸入液体中的物体1、水平分力2、铅垂分力（方向向下）

（方向向上）

例：例：圆柱形压力水罐，半径R＝0.5m，长l＝2m，压力表读数。试求（1）端部平面盖板所受水压力；（2）上、下半圆筒所受水压力；（3）连接螺栓所受水压力。1、端盖板所受水压力2、上、下半筒所受水压力上半筒：下半筒：3、