第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件

第八章

理想流体的有旋流动和无旋流动第八章

理想流体的有旋流动和无旋流动1第八章理想流体的有旋流动和无旋流动第一节微分形式的连续方程第二节流体微团运动分解第三节理想流体运动方程定解条件第八章理想流体的有旋流动和无旋流动第一节微分形式的连续方2第一节微分形式的连续方程流出与流入的流体质量之差图8-1推导徽分形式的连续方程用图第一节微分形式的连续方程流出与流入的流体质量之差图8-13连续方程连续方程4第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件5当流体质量净通量为正时由于质团是在流场中任意选取的，故上述可压缩流体三维非定常流动微分形式的连续方程适用于整个流场。当流体质量净通量为正时当流体质量净通量为正时由于质团是在流场中任意选取的，故上述6对于可压缩流体的定常流动对于可压缩流体的定常流动7对于不可压缩流体的流动对于不可压缩流体的流动8对于可压缩流体和不可压缩流体的二维（平面）定常流动对于可压缩流体和不可压缩流体的二维（平面）定常流动9第二节流体微团运动分解刚体的一般运动可以分解为移动和转动两部分。流体与刚体的主要不同在于它具有流动性，极易变形。因此，任一流体微团在运动过程中不但与刚体一样可以移动和转动，而且还会发生变形运动。所以，在一般情况下流体微团的运动可以分解为移动、转动和变形运动三部分。第二节流体微团运动分解刚体的一般运动可以分解为移动和转动两10图8-2平行六面体微小流体质团图8-2平行六面体微小流体质团11第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件12第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件13第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件14图8-3微小流体质团平面运动分析点C：点A：点B：点D：图8-3微小流体质团平面运动分析点C：点A：点B：点D：15平移运动图8-3微小流体质团平面运动分析平移运动图8-3微小流体质团平面运动分析16第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件17线变形运动每秒内单位长度的伸长（或缩短）量称为线应变速度。线变形运动18第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件19角变形运动角变形运动20第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件21单位时间两直角边剪切变形的平均值，即角变形速度的平均值。单位时间两直角边剪切变形的平均值，即角变形速度的平均值。22第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件23旋转运动矩形在运动、变形过程中有无旋转，可以用某夹角的等分角线是否旋转来确定。旋转运动24旋转运动矩形在运动、变形过程中有无旋转，可以用某夹角的等分角线是否旋转来确定。旋转运动25第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件26单位时间两直角边旋转角度代数和的平均值。单位时间两直角边旋转角度代数和的平均值。27第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件28微小流体质团的运动一般可以分解为三部分：随质团中某点（基点）一起前进的平移运动；绕该点的旋转运动；含有线变形和角变形的变形运动。微小流体质团的维长趋于零的极限是流体微团亥姆霍兹运动分解定理流体微团的运动分解定理微小流体质团的运动一般可以分解为三部分：微小流体质团的维长趋29图8-4流体微团的运动轨迹(a)有旋流动(b)无旋流动根据流体微团是否旋转可将流体的流动分解为两大类：有旋流动无旋流动图8-4流体微团的运动轨迹根据流体微团是否旋转可将流体的流30旋度旋度31无旋流动无旋流动32有旋流动和无旋流动仅由流体微团本身是否旋转来确定，与它的运动轨迹无关。图8-4流体微团的运动轨迹(a)有旋流动(b)无旋流动有旋流动和无旋流动仅由流体微团本身是否旋转来确定，与它的运动33第三节理想流体运动方程定解条件图8-5推导理想流体运动微分方程用图第三节理想流体运动方程定解条件图8-5推导理想流体运动34经过控制面单位时间流体动量的净通量单位时间控制体内流体动量的变化作用在控制体内流体上的质量力作用在控制面上压强的合力经过控制面单位时间流体动量的净通量单位时间控制体内流体动量的35第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件36(8-1)(8-1)37第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件38理想流体微分形式的运动方程流体运动的欧拉方程在流场的某点，单位质量流体的当地加速度与迁移加速度之和等于作用在它上面的质量力与压力之和。由于推导过程中对流体的密度没有任何限制，它们对不可压缩流体和可压缩流体均适用。理想流体微分形式的运动方程流体运动的欧拉方程在流场的某点，单39流体平衡的欧拉方程流体平衡的欧拉方程40为了能从运动微分方程中直观的判断流动是有旋还是无旋为了能从运动微分方程中直观的判断流动是有旋还是无旋41第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件42第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件43第八章理想流体的有旋流动和无旋流动课件44第八章理想流体