流体动力学的基本概念及流场表示方法.doc

流体动力学的基本概念及流场表示方法
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流体动力学是研究流体在外力作用下的冶金网运动规律及其应用的一门科学。前已述及，作用在流体上的力有质量力和表面力，流体静止时，表面力只有压力起作用。而在运动着的实际流体中，由于流体质点问的相对运动，必然存在粘性力，因此，研究流体的流动规律时需考虑流体的粘性。如果再考虑到流体的压缩性，则情况就变得更为复杂。为简化起见，工程流体力学首先用连续介质、不可压缩流体、理想流体这些假设模型来建立流体运动过程的一些基本方程，然后再通过实验观测和检验对这些方程加以修正，使其符合实际情况。事实上，工程中的许多流动问题都可以近似作为不可压缩流体情况来处理，这样可使工程问题大为简化。
流场的概念及其表示方法
流场是指充满运动流体的空间。运动参数是指用以表示流体运动特征的所有物理量，如速度、密度、压力和粘性力等。流体动力学研究的是流体质点在流场内一切点上的运动参数随时间及空间位置的分布和连续变化的规律。
流体力学中，流场的表示方法通常有两种：一是拉格朗日(Lagrange)法，二是欧拉法。
拉格朗日法实际上是力学中质点运动的描述方法在流体力学中的推广，它着眼于流体质点运动的描述，以初始时刻流体质点的坐标作为区分不同流体质点的标志，用不同流体质点的运动参数(流速、压力等）随时间的变化来描述流体的运动。
流场中某流体质点的初始坐标，不同的（a，bc)代表不同的质点。描述流体运动的其他变量也是这同一坐标的函数，也可用类似的方法表示。但拉格朗日研究方法在流体力学中很少采用。
欧拉法则不是着眼于流体质点，而是着眼于空间点，它是用流场空间每一个点上的运动参数随时间的变化来描述流体的运动。如其速度场可表示为空间和时间的函数：x，y，z和t均为独立变量。对于流场中的特定空间位置(X'，'，'）和特定时刻tP式（1-2-37)给出了流体在该空间位置和该时刻的流速。由于不同时刻流体质点经过空间某一固定点的速度等运动参数易于观测得到，因此，流体力学中多采用欧拉法来描述流场的运动。
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