流体力学一二章课件

流体力学一二章课件contents目录绪论流体静力学流体动力学基础流体动力学方程流体中的波动现象绪论01总结词流体的定义与分类详细描述流体是指在任何微小剪切力作用下都能发生连续变形的物质，可分为牛顿流体和非牛顿流体。牛顿流体遵循牛顿粘性定律，而非牛顿流体则不遵循。常见的流体类型还包括气体、液体和塑性体等。流体的定义与分类流体力学的应用领域总结词流体力学在多个领域都有广泛的应用，如航空航天、船舶、水利、建筑、环境工程等。流体力学在解决实际问题中发挥着重要的作用，如飞机和船舶的设计需要考虑到流体动力学原理，水利工程中的水流控制和环境保护也需要应用流体力学的知识。详细描述流体力学的应用领域流体的基本物理性质流体的基本物理性质总结词流体的基本物理性质包括密度、粘性、压缩性和热传导性等。密度是流体质量与体积的比值，是流体的基本物理属性；粘性是指流体在运动过程中抵抗剪切力的性质；压缩性反映流体在压力变化时体积的变化程度；热传导性则表示流体传递热量的能力。这些物理性质对于理解和研究流体运动规律具有重要意义。详细描述流体静力学02流体静压强的概念流体静压强的特性流体静压强的传递流体静压强的变化流体静压强及其特性01020304流体在静止状态下所受的压强。流体静压强具有方向性，总是垂直指向受压面，并且大小与作用力成正比。流体静压强在流体内部是相等的，可以沿着流体的各个方向传递。流体静压强的大小与高度有关，随着高度的增加而减小。流体平衡时，作用在单位质量流体上的外力之和为零。流体平衡的基本方程在重力场中，流体的平衡由重力与压强之间的平衡关系决定。重力场中流体的平衡通过分析流体的受力情况，建立流体平衡的基本方程。流体平衡方程的推导利用流体平衡的基本方程，可以求解流体的压强、流速等问题。流体平衡方程的应用流体平衡的基本方程在重力场中，流体的平衡条件是重力与压强之间的平衡关系。重力场中流体的平衡条件静止流体的平衡均质流体的平衡相对平衡静止流体的平衡是指流体的速度为零，且不受外力作用的状态。均质流体的平衡是指流体的密度为常数，且不受外力作用的状态。相对平衡是指流体的速度较小，可以忽略不计，只考虑重力与压强之间的平衡关系。重力场中流体的平衡液体相对平衡是指液体在微小扰动下达到的平衡状态。液体相对平衡的概念液体相对平衡的条件是重力与表面张力之间的平衡关系。液体相对平衡的条件液体相对平衡的类型包括球形、圆柱形和椭球形等。液体相对平衡的类型液体相对平衡在工程中有广泛的应用，如液体的稳定性分析、管道流动等。液体相对平衡的应用液体的相对平衡流体动力学基础03以流体质点为研究对象，描述其运动轨迹和速度随时间的变化。拉格朗日法欧拉法随体导数以固定空间点为研究对象，描述流体质点经过该点的速度和时间。描述流体质点在运动过程中自身属性随时间的变化。030201流体运动的描述方法流体运动的描述空间，其中每一点都有一定的速度和压力。流场表示流体质点运动路径的曲线，流线上每一点的切线方向即为该点的速度方向。流线表示流体质点在一定时间内运动轨迹的曲线。迹线流场中的一串流体质点所围成的管状区域，以及通过某一曲线的所有流体质点所组成的集合。流管、流束流体运动的基本概念0102流体运动的连续性方程在不可压缩流体的稳态流动中，连续性方程可简化为：流入控制体的流量等于流出控制体的流量。连续性方程是流体运动的基本方程之一，表示单位时间流入流出控制体的净质量等于控制体内质量的减少。流体动力学方程04

牛顿流体的应力状态牛顿流体的应力状态牛顿流体遵循应力-应变关系，即在剪切力作用下产生剪切应变，表现出粘性行为。粘性应力在剪切力作用下，牛顿流体内部产生粘性应力，与剪切速率成正比。应力张量牛顿流体的应力状态可以用应力张量表示，包括正应力和切应力。牛顿流体的运动遵循牛顿第二定律，即质量力和惯性力平衡。牛顿第二定律质量守恒方程表述了流体质量不生不灭的原理，即单位时间内流出的质量等于单位时间内流入的质量。质量守恒方程动量守恒方程表述了流体动量守恒的原理，即单位时间内流出的动量等于单位时间内流入的动量。动量守恒方程牛顿流体的运动方程欧拉方程理想流体的运动遵循欧拉方程，即流体微元的加速度等于作用于其上的力除以质量。无粘性流动理想流体假设流体无粘性，即没有内摩擦力，因此没有应力张量。伯努利方程在不可压缩理想流体的稳定流动中，流体的速度增加，压强减小；反之，流速减小，压强增大，这个规律称为伯努利方程。理想流体的运动方程流体中的波动现象05在流体中传播的扰动现象，如声波、水波等。波动波长、频率、波速等。波动的基本参数描述波动现象的基本方程，用于求解波的传播规律。波动方程波动的基本概念平面波的传播方向与振动方向垂直，波面为一平面。平面波的能量传播速度与振动速度不同，两者之间存在相位差。平面波在无界流体中传播时，能量密度随距离衰减，但波形保持不变。平面波的传播特性010204水波的基本类型与传播特性表面波：发生在水体表面的波动现象，如涟漪、破