1、工程流体力学13.流体运动学第三章第三章 流体运动学流体运动学流体运动学主要研究流场中各个运动参数的变化规律 ,以及这些运动参数之间的关系等问题。由于这些问题并不涉及这些运动参量与力之间的关系 ,因此流体运动学中的结论对于理想流体和实际流体均适用 .工程流体力学23.流体运动学第一节 描述流体运动的两种方法流体质点：物理点。 是构成连续介质的流体的基本单位流体分子，宏观上无穷小（体积非常微小，其几何尺寸可忽略），微观上无穷大（包含许许多多的流体分子，体现了许多流体分子的统计学特性）。空间点：几何点 ， 表示空间位置 。流体质点是流体的组成部分，在运动时，一个质点在某一瞬时占据一定的空间点（ x
2、， y， z）上，具有一定的速度、压力、密度、温度等标志其状态的运动参数。 拉格朗日法 以流体质点为研究对象，而 欧拉法 以空间点为研究对象。工程流体力学33.流体运动学一、拉格朗日法（跟踪法、质点法）Lagrangian method1、定义： 以运动着的流体质点为研究对象，跟踪观察个别流体质点在不同时间其位置、流速和压力的变化规律，然后把足够的流体质点综合起来获得整个流场的运动规律。2、拉格朗日变数： 取初始时刻 t=t0时，以每个质点的空间坐标位置为（ a， b， c）作为区别该质点的标识， a， b， c， t 称为拉格朗日变数。工程流体力学43.流体运动学3、方程： 设任意时刻 t，
3、质点坐标为 (x， y，z) ，则：x = x(a,b,c,t)y = y(a,b,c,t)z = z(a,b,c,t)4、适用情况： 流体的振动和波动问题。5、优点： 可以描述各个质点在不同时间参量变化，研究流体运动轨迹上各流动参量的变化。 缺点： 不便于研究整个流场的特性。工程流体力学53.流体运动学二、欧拉法（站岗法、流场法）Eulerian method1、定义： 以流场内的空间点为研究对象，研究质点经过空间点时运动参数随时间的变化规律，把足够多的空间点综合起来得出整个流场的运动规律。2、欧拉变数： 空间坐标（ x， y， z） ,t称为欧拉变数。工程流体力学63.流体运动学3、方程
4、：因为欧拉法是描写流场内不同位置的质点的流动参量随时间的变化，则流动参量应是空间坐标和时间的函数。位置： x = x(x,y,z,t)y = y(x,y,z,t)z = z(x,y,z,t)速度： ux=ux（ x,y,z,t） uy=uy（ x,y,z,t） uz=uz（ x,y,z,t）同理： p=p（ x,y,z,t） ， =(x,y,z,t)说明： x、 y、 z也是时间 t的函数。工程流体力学73.流体运动学加速度：全加速度当地加速度迁移加速度当地加速度 ：在一定位置上，流体 质 点速度随 时间的 变 化率。迁移加速度 ：流体 质 点所在的空 间 位置的 变 化而引起的速度 变 化率
5、。说 明 ： 两种方法具有互换性。但由于欧拉法较简单，且本书着重讨论流场的整体运动特性。所以，采用欧拉法研究问题。工程流体力学83.流体运动学第二节 流动的分类一、理想流体和实际流体理想液体 ：指无粘性、不可压缩的液体。实际流体： 需考虑粘性、可压缩性的影响可以从研究理想流体入手，将得出的结论做相应的补充和修正，得到实际流体运动的基本规律。可压缩性影响程度很小。密度可以认为是常数。实际流体研究中，只考虑粘性的影响工程流体力学93.流体运动学二、稳定流动和不稳定流动 运动流体中，质点的 运动参数都是空间坐标（ x,y,z）和时间 t的连续函数。液体流动时，若液体中任何一点的压力，流速和密度都不随时间变化，这种流动称为 稳定流动 。如变化，则为 不稳定流动工程流体力学103.流体运动学稳定流动 ：设 A为稳定流场中任一物理量或者速度场可描述为 :不稳定流动 ：
