流體運動學上計算流體力學PPT課件

1、觀察粘性流體的流動狀態(tài)。觀察粘性流體的流動狀態(tài)。水箱，染色水，玻璃管，閥門；很干凈，擾動小。水箱，染色水，玻璃管，閥門；很干凈，擾動小。 laminarturbulent第1頁/共18頁vUdUdRe（non-dimensional number）粘性力慣性力ReRe臨界臨界 Reynolds number 流動狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)捩對應的流動狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)捩對應的Re number。2300Re圓管Udcr2300Re 2300Re crRecrRecrRe 不是一個確定的常數(shù)，它與水流擾動等實驗條件有關。擾動不是一個確定的常數(shù)，它與水流擾動等實驗條件有關。擾動大大 低；擾動小低；擾動小 高。它的下限約高

2、。它的下限約2300，上限會高達，上限會高達40000。5105 . 2Re平板xUcr第2頁/共18頁機翼機翼弦線與來流之夾角。弦線與來流之夾角。下上翼面的壓下上翼面的壓差形成的垂直于來流方向差形成的垂直于來流方向的合力。升力隨攻角的增的合力。升力隨攻角的增大而增大。大而增大。 沿流動方向的沿流動方向的作用力。作用力。第3頁/共18頁 第4頁/共18頁(c) Re25(a) Re1(b) Re15(d) Re40(f) Re400圖9.6.1 真實流體的圓柱繞流(e) Re60ReDC第5頁/共18頁3.2 3.2 描述流體運動的兩種方描述流體運動的兩種方法法),(tcbapp ),(tcb

3、arr tcbatcba,vrvtcbatcba,ava第6頁/共18頁 ),(321qqq),(321tqqqvv ),(321tqqqpp ),(321tqqq),(,tcbatcbavB),(),(tcbattcbaav第7頁/共18頁ttzyxtttwztvytuxDtDt),(),(lim0BBBtt)(rM)(),(),(2tOtwztvytuxttttttBBBBrBvrBzwyvxutDtDBBBBBBvBB)(tDtDTaylorTaylor),(trB),(ttt vrB)(rMkjirvwvut),()(tMvr質(zhì)點第8頁/共18頁BvBB)(tDtD對流導數(shù)對流導數(shù)Co

4、nvective derivative局部導數(shù)局部導數(shù)Local derivative質(zhì)點導數(shù)質(zhì)點導數(shù)Material derivativeu1u2vtDtD密度的質(zhì)點導數(shù)密度的質(zhì)點導數(shù) vvvva)(tDtD對流加速度對流加速度局部加速度局部加速度質(zhì)點加速度質(zhì)點加速度：)(vtDtD0t0)(v 定常流動；定常流動；（Material derivative operator）均勻流動均勻流動第9頁/共18頁zwwywvxwutwazvwyvvxvutvazuwyuvxuutuazyxzvvvrvrvvtvarvvzvvvrvrvvtvarvzvvvrvrvvtvazzzzrzzrzrrzrr

5、rrr2ctgRvvRvvDtDvactgRvRvvDtDvaRvRvDtDvaRRRR222sinRvRvRvtDtDR ),(zr1, 1321hrhh),(Rsin, 1321RhRhh),(zyxvvva)(t展開式展開式第10頁/共18頁 tqqq;,321BB 0t321,qqqBB 0t（uni- and non-uniform flow)均勻流動均勻流動 非均勻流動非均勻流動 0)(BBBBt0)(;,BBBBtzyx第11頁/共18頁tRtzr,BBBtzyx,BB 0,zytxBB0,ztrtyxBBByx第12頁/共18頁kjirtcbaztcbaytcbax,tzyx,vdtrddtdvr dttzyxwdztzyxvdytzyxudx,0tt cba,第13頁/共18頁kjirdzdydxdtzyx,v0vrd),(),(),(tzyxwdztzyxvdytzyxudx第14頁/共18頁LagrangeLagrangeEulerEuler第15頁