高等流体力学课件.pdf

《高等流体力学课件.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、粘性的概念问题4？牛顿内摩擦定律变形(速由分子度梯度)指流体运动时流团间会流体静止时或假du动量输U产生粘性力（法向和切向定为无粘流时，运引起剪应力问题3？流团间只有压力，hdy力）来抵抗变形的特性或流体运动时流团du指流团分子不规则动量交间的作用力为压无滑移条件u(0)=0u(h)=U换（输运）的宏观表现。力与粘性力之和。dyyUy1.牛顿内摩擦定律h（Newton’slawoffriction）牛顿内摩擦定律只能hu(y)ox用于平行直线流动2.粘性的度量-h——粘性系数(vis

2、cosity粘性是流体的固有特性牛顿平板试验Poiseuille流动0.2粘性的概念10.2粘性的概念2气体分子动量输运流体的变形(deformation)若流体质点间的距离发生了改变，则表明流体产生了变形。AuA如何判断变形？答：根据微元形状的变化dudyBu角变形B问题1？线变形0.2粘性的概念30.2粘性的概念4粘性的度量——粘性系数粘性流体力学的发展(dynamicviscosity主要由流体种类IsaacNewton动力粘性系数[N·s/m2]和温度决

3、定，一(1642-1727)运动粘性系数[m2/s]般由实验或经验公式确定(如萨(kinematicviscosity牛顿内摩擦定律瑟兰Sutherland（1687）水:＝N·s/m2公式)空气＝N·s/m2J.leR.d’Alembert甘油：＝N·s/m220oC问题5？(1717-1783)佯谬说明了无粘流（假定）＝0或＝0D’Alembert佯谬（1752）无粘理论的局限性0

4、.2粘性的概念50.3粘性流体力学的发展61pD’Alembert佯谬:FD=0（阻力）无粘理论的缺陷p1飞机阻力UU有多大？FD2水塔要p建多高？无穷大无粘流（无旋）场中匀速运动控制体控制体边界p的物体0.3粘性流体力学的发展70.3粘性流体力学的发展8无粘理论的缺陷C.L.M.H.Navier(1785~1836)A.L.Cauchy(1789~1857)S.D.Poisson(1781~1840)A.J.C.B.deSaintVenant(1797~1886)不能正确估计阻G.G.Stokes

5、(1819~1903)力和机械能损失Navier-StokesEquation(1827－1845）——流体力学的基本方程0.3粘性流体力学的发展90.3粘性流体力学的发展10雷诺数J.V.BoussinesqBoussinesq是Re湍流涡粘模型（1877）俄国科学家层流和湍流UDO.Reynolds(1842-1912)LaminarFlowReynolds试验（1883）层流andTurbulentULFlowReynolds数Re转捩(Transition)增大Reynolds方程（

6、1895）湍流0.3粘性流体力学的发展110.3粘性流体力学的发展122现代湍流理论的建立和发展LudwigPrandtl(1875-1953)——现代流体力学的奠基人微分方程湍流模型边界层理论(1904)拟序结构混合长模型(1925)混沌理论边界层大涡模拟Boundarylayer直接数值模拟0.3粘性流体力学的发展130.3粘性流体力学的发展14问题（questions）问题（questions）1.如微元界面与流向不平行，界面上是否仅有6.微观上看，粘性的意义是什么？切应力？7.空气的粘性很小，为

7、何在许多情况下仍不能模化为无粘流体？3.有速度梯度的流场是否一定存在粘性力？4.静止的流体没有剪切应力，是否有粘性，？5.无粘流没有粘性力，是否有变形？1516第一章笛卡儿张量基础张量表示法(CartesianTensors)1。实体法uAzx3Basevectors1.1张量表示法2。基向量法笛卡儿张量ke3ueueue1.2张量的定义112233u即直角坐标ie系下的张量11.3张量代数3。分量法je2yx2xx张量是向量的一uuu1要点是指标123种推广表示法！4。指标法uie

8、1,e2,e3为前两种称为不[7]张量是坐标变换(index)标准正交基变性表示法的不变量171.1张量表示法183不变性表示法指标表示法(indexnotation)x3用字母和整型下标变量表示张量或uueueue112233矩阵，下标默认值为1，2，3u1e1u2e2u3e3e3u自由标(Freeindex)指标分为自u____可在默认范围内任意由标和哑标x3e1e2x2取值的指标x1一撇表示u