1、第二章 流体的运动CHPTER 2 MOTION OF FLUIDS物态 (matter state) 在很小的力的作用下,各部分之间有相对运动。固态 solid state液态 (liquid state)气态 gaseous state物体内部各部分之间有相对运动的特性称为流动性 (flowability)研究流体性质和规律的学科称为流体力学( hydromechanics)流体力学 (hydromechanics)流体静力学 (hydrostatics)流体动力学 (hydrodynamics)液体和气体都具有流动性,统称为流体。具有流动性的物体称为流体( fluid)第一节 理想 流体
2、的流动2.1 Flow of Ideal fluid一、理想流体( Ideal Fluid)实际流体(real fluid)流动性(flowability)粘滞性(viscosity)压缩性(compressibility) 突出 忽略 理想流体 (Ideal Fluid)无内摩擦、不可压缩的流体称为理想流体二、定常流动( Steady flow) 1.定常流动( Steady flow)流体粒子( fluid particle)以流体粒子在空间的运动速度随时间变化的规律为研究对象 在给定的空间点( x, y, z), 所有通过该点的流体粒子的速度 v 可随时间变化v = f( t)在给定时刻
3、 t, 通过空间各点的流体粒子的速度可能相同,也可能不同 v = f( x, y, z)流体粒子的速度就代表了粒子所在处的流体的速度,它是空间坐标 ( x, y, z) 和时间 t 的函数,即v = f(x, y, z, t)流体所占空间称为流体速度场( speed field of fluid), 简称流速场或流场( fluid field)密度 , 压强 P, 等都是时间和空间的函数= f(x,y,z,t)P=f(x,y,z,t)2.定常流动( steady flow)流体场中各点的速度不随时间而变的流动叫做定常流动,又叫做稳定流动v = f (x,y,z)3.流线和流管( streaml
4、ine and stream tube)任一时刻,在流场中画出一组曲线,曲线上的切线方向与流经该点的流体粒子的速度方向相同,这样的一组曲线称为该时刻的流线。( 1)流线 ( streamline ) 稳定流动时流线的特点:( 1)任何两条流线不相交;( 2)流线形状不随时间而变,流线就是流体粒子的运动轨迹;( 3)流线上各点的流速可以不同,但各点的流速不随时间而变。( 2)流管 (flow tube)由 流线围成的管状体称为流管。 定常流动时流管的特点: 流管内外的流体不能交换; 流管的形状不随时间而变 。第二节 连续性方程( equation of continuity)1、连续性方程( equation of continuity)在时间 t 内 , 通过 S2面的流体体积流出 S1S2段通过 S1面的流体体积 进入 S1S2段S2S1(t 0) S1v1 t质量 m1=1S1v1 tS2v2 t质量 m2= 2S2v2 t