江苏大学工程流体力学重点

第一章概论1.流体质点：所谓流体质点就是流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体。数学描述：在流体中任一点A(x，y，z)处取一个微团V，当0V时，这个流体微团趋于点A，称为流体质点。①流体质点无线尺度；②流体质点具有宏观特性；③流体质点的物理量值为周围临界体积范围内物理量的统计平均值。2.连续介质假设：流体是由无数连续分布的流体质点组成的连续介质，称为连续介质假设。可运用连续函数论数学工具描述和分析流体运动。连续介质和流体质点假设是对实际流体的数学抽象，就像几何学对自然物图形的抽象一样只有在稀薄气体和激波层内等少数情况下，连续介质假设才不适用。3.流体的粘性：粘性是流体抵抗剪切变形的一种属性，是流体运动时内部流层之间产生切应力（内摩擦力）的性质。粘性内摩擦力产生的原因：（1）分子间吸引力产生的阻力（2）分子不规则运动动量交换产生的阻力影响粘性的因素：（1）压强压强越高，液体粘性系数越高，气体粘性系数越低（2）温度温度越高，液体线性越低，气体粘性越高4.理想流体/实际流体：完全没有粘性的流体/具有粘性的流体。5.控制体：流场中某一确定不变的区域。6.牛顿内摩擦定律的内容是什么？答：流体内摩擦力的大小与流体的性质有关，与流体的速度梯度和粘度成正比。dyd7.牛顿流体和非牛顿流体：切应力和速度梯度之间的关系符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。否者称为非牛顿流体。第二章流体静力学1.流体平衡状态有两种：一种是重力场中的平衡，即流体对地球没有相对运动；另一种是相对平衡，即流体相对容器或流体质点之间没有相对运动。2.流体处于平衡状态时的压强称为流体静压强，用符号p表示，单位为Pa（或N/㎡）。有两个基本特性：流体静压强的方向与作用面垂直，并指向作用面的内法线方向。平衡流体中任一点处各方向上作用的静压强大小相等，与作用面的方向无关。3.质量力作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比；质量力包括重力和惯性力两种.单位质量液体的质量力称为单位质量力,在数值上等于加速度.显然,单位重力为重力加速度g.4.表面力作用在液体表面上,且与液体表面积大小成正比,是由与液体相接触的其他物体的作用产生的.单位面积上的表面力称为应力,可以分解成法向应力和切向应力.5.等压面：流体中压强相等的各点组成的平面称为等压面，等压面的数学表达式为cx.y.zp）（。等压面的性质：等压面也是等势面。等压面与质量力垂直。两种互不相混的液体平衡时，交界面必是等压面。6.何谓压力体？答：压力体是由受压曲面、液体的自由表面或其延长面和由该曲面的最外边界引向液面或液面延长面的铅垂面所围成的封闭体积三部分组成的。第三章流体运动学基础1.流线：流线是流场中某一瞬时的一条光滑曲线，曲线上每一点的速度矢量均与该曲线相切。流线是同一时刻由不同流体质点所组成的曲线。流线的性质?答：（1）定常流动时，流线形状不随时间变化，流线和迹线重合；（2）流场中，除速度为零的点（驻点），速度为无穷大的点（奇点）外，流线既不能相交，也不能突然转折。（3）流线没有大小，粗细，但有疏密，疏的地方表示流速小，密的地方表示流速大。2.迹线：是流体质点的运动轨迹，是某一流体质点在不同时刻所在位置的连线。3.拉格朗日法：着眼于流体个质点的运动情况，研究每一个流体质点的运动，通过综合所有流体质点的运动情况得到整个流体运动的规律4.欧拉法：着眼于研究流体质点经过固定空间点时的流动情况，研究流体质点经过某一空间点时的速度，加速度，压强等的变化规律，并通过综合流场中所有空间点上流体质点的运动参数及变化规律得到整个流场的运动特性。5.欧拉运动微分方程的适用条件是什么？答：（1）理想流体；（2）可压缩和不可压缩流体；（3）稳定流和不稳定流。6.连续性方程的物理意义是什么？答：流体在单位时间流出和流入单位体积空间的质量差与其内部质量变化的代数和为零。7.欧拉法中加速度如何表示？答：用欧拉法描述流体的流动时，加速度由两部分组成：时变加速度和位变加速度。8.欧拉平衡微分方程0xp1-xf，0yp1-yf，0zp1-zf欧拉运动微分方程txddxp1-xf，tyddyp1-yf，dtdzp1-zzf9.质点加速度：用欧拉法描述流体运动时，流体质点的加速度由两部分组成：t/是通过某一空间点处流体质点速度随时间的变化而产生的，称为当地加速度或时变加速度；）（是某一时刻流体质点的速度随空间点的变化引起的，称为迁移加速度或位变加速度。zyxtdtdzyxa10.流管，流束：在流场中任取一封闭曲线c（非流线）过c上的每一点作流线所围成的管状表面称为流管。流管内部的流体称为流束。无数微云流束的总和称为总流.根据总流的边界情况把总流分为三类：有压流动无压流动射流第五章相似理论与量纲分析1.量纲：物理量单位的种类称为量纲。物理量的量纲分为基本量纲和导出量纲2.量纲：用来表征各种物理量性质和种类的。3.单位：用来度量各种物理量数值大小的尺度。4.什么叫无量纲量？答：当某一物理量的量纲可简化为零时，该物理量称为无量纲量。5.什么叫量纲和谐原理？答：一个正确、完整的反映客观规律的物理方程中，各项的量纲是一致的，叫量纲和谐原理。6.什么叫π定理？答：任何一个物理过程，如果包含有n个物理量，涉及到m个基本量纲，则这个物理过程可由n个物理量组成的（n-m）个无量纲量所表达的关系式来描述。由于这些无量纲量用π来表示，这个定理叫π定理。7.力学相似：是指模型流动与原型流动在对应点上对物理量都具有一定的比例关系，包括几何相似，运动相似，动力相似。几何相似是指模型流动与原型流动有相似的边界形状，一切对应的线性尺寸成比例，对应角相等。运动相似是指模型流动与原型流动的速度场相似，对应点的速度方向相同，大小成比例。动力相似是指模型流动与原型流动受同种外力作用，而且对应点上的力方向相同，大小成比例。8.相似准则：可分为重力相似准则，压力相似准则，粘性力相似准则，其他相似准则。9.近似模型法：弗劳德模型法，雷诺模型法，欧拉模型法