流体力学复习提纲.doc

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1、第一章流体的定义：流体是一种受任何微小的剪切力作用时，都会产生连续变形的物质。能够流动的物体称为流体，包括气体和液体。流体的三个基本特征：1、易流性：流动性是流体的主要特征。组成流体的各个微团之间的内聚力很小，任何微小的剪切力都会使它产生变形，(发生连续的剪切变形)——流动。2、形状不定性：流体没有固定的形状，取决于盛装它的容器的形状，只能被限定为其所在容器的形状。（液体有一定体积，且有自由表面。气体无固定体积，无自由表面，更易于压缩）3、绵续性：流体能承受压力，但不能承受拉力，对切应力的抵抗较弱，只

2、有在流体微团发生相对运动时，才显示其剪切力。因此，流体没有静摩擦力。三个基本特性：1.流体惯性涉及物理量：密度、比容（单位质量流体的体积）、容重、相对密度（与4摄氏度的蒸馏水比较）2.流体的压缩性与膨胀性压缩性：流体体积随压力变化的特性成为流体的压缩性。用压缩系数衡量K，表征温度不变情况下，单位压强变化所引起的流体的体积相对变化率。其倒数为弹性模量E，表征压缩单位体积的流体所需要做的功。膨胀性：流体的体积随温度变化的特性成为膨胀性。体胀系数α来衡量，它表征压强不变的情况下，单位温度变化所引起的流体体积

3、的相对变化率。３.流体的粘性　流体阻止自身发生剪切变形的一种特性，由流体分子的结构及分子间的相互作用力所引起的，流体的固有属性。恩氏粘度计测量粘度的一般方法和经验公式，见课本的24页牛顿内摩擦定律：当相邻两层流体发生相对运动时，各层流体之间因粘性而产生剪切力，且大小为：（省略）实验证明，剪切力的大小与速度梯度（流体运动速度垂直方向上单位长度速度的变化率）以及流体自身的粘度（粘性大小衡量指标）有关。温度升高时，液体的粘性降低，气体的粘性增加。（原理，查课本24~25页）三个力学模型1.连续介质模型：便于

4、对宏观机械运动的分析，可以认为流体是由无穷多个连续分布的流体微团组成的连续介质。这种流体微团虽小，但却包含着为数甚多的分子，并具有一定的体积和质量，一般将这种微团称为质点。连续介质中，质点间没有空隙（但物理结构上的分子之间是有的），质点本身的几何尺寸，相对于流体空间或流体中的固体而言，可忽略不计，并设质点均质地分布在连续介质之中。2、不可压缩流体模型：通常把液体视为不可压缩流体，把液体的密度视为常量。通常把气体作为可压缩流体来处理，特别是在流速较高、压强变化较大的场合，它们的体积的变化是不容忽视的，必

5、须把它们的密度视为变量。但在低压，低速情况下，也可以认为气体是不可压缩的。3、理想流体模型：理想流体就是完全没有粘性的流体。实际流体都具有粘性，称为粘性流体。第二章、流体静力学流体平衡：一种是流体相对于地球没有运动，称为静止状态；另一种是容器有运动而流体相对于容器静止，称为相对平衡状态。作用于流体上的力：质量力：作用在每个流体质点上的力，大小与流体质量成正比。表面力：作用在研究流体的流体表面上的力，大小与受力表面面积成正比。可分为沿表面內法线的压强和沿表面切线的粘性力，但由于流体的绵续性，除自由表面的

6、表面张力外，流体无内部静摩擦力。流体静压强（流体处于静止或相对静止时，流体的压强（标量））特性：1.其作用方向总是沿着作用面的內法线方向。2.在静止流体中任意一点上的压强与作用方向无关，其均值相等。3.流体静力学基本方程：欧拉平衡微分方程（自己查课本）意义：（1）欧拉平衡流体的质量力与表面力无论在哪个方向都平衡，即质量力与该方向的表面力合力应该相等相反。（由推导过程看出来的）（2）平衡流体受哪个方向的质量分力，则流体静压强必然沿此方向发生变化。（方程式看出来的）4.压强微分方程式：只有在有势的质量力下

7、，流体才能平衡。流体静力学基本方程的物理意义是，在不可压静止流体中，任何点的单位重量流体的总势能守恒，从几何上说，静水头线为水平线。液面压强等值地在流体内部传递的原理称为帕斯卡原理5.在平衡流体中，压强相等的各点所组成的平面或曲面称为等压面。特性：1.等压面也是等势面。2.等压面与单位质量力矢量垂直3.两种不想混合的平衡液体叫界面必然是等压面若平衡流体的质量力仅为重力，有如下推论：（1）静止流体的自由表面为等压面，并为一平面。（2）自由表面下任意深度的水平面均为等压面。（3）压强分布与容器的形状无关，

8、（连通器）相连通的同一种流体在同一高度上的压强相等，为一等压面。6.压强计量应力单位、液柱高度、大气压单位7.几种测压手段测压管、U形测压管、差压计、微压计（注意其计算公式，α不可太小，以免影响精度，课本72页）静止液体对壁面的作用力：8.静止液体对平壁面的作用力：（1）总压力的大小：（2）总压力的作用点：2.8.2、静止液体对曲面壁的作用力：（1）总作用力的水平分力：（2）总作用力的垂直分力：（3）作用在曲面上总作用力的大小和方向为：省略（4）总作用力