流體阻力知識

1、流體阻力知識 ( 總 2 頁)流體對運動物體的阻力，上要有粘性阻-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Companv One 1 -CAL -本頁僅作為文檔封面，使用請直接刪除力、壓差阻力和興波阻力三種1. 粘滯阻力牛頓在1687年用在流體中拖動的平板，做了著名的粘性流動實驗.圖中兩塊板的而積均為 AS相互 間距為h,上板以速度V運動，卜板靜止不動，板間的流體運動為層流。牛頓通過實驗測定板所受到粘滯阻力的大小。實驗結(jié)果是：阻力f的大小與物體的截而枳AS流體的粘性系數(shù)r)、流體的速 度梯度(dv/dy) 存在線性關(guān)系。粘滯阻力為f =qAS(dv/dy)在流體緩慢流過靜止的物體或考物體在流

2、體中運動時， 流體內(nèi)各局部流動的速度不同，存在粘滯阻力。 粘滯阻力的大小與物體的運動速度成正比，即 f*v,可以寫為f = Civ, C稱為粘滯阻力系數(shù)。 斯托克斯測 出球形物體在流體中緩慢運動時，所受到的粘滯阻力大小為f = 6nqvr上式稱為斯托克斯公式,式中的n為流體的粘性系數(shù)、f為球形物體的半徑。在理論力學(xué)中所說的"與物體速度一次方成正比的阻力",指的就是粘滯阻力。在空氣中運動速度不十分快的物體，受到的阻力主要是粘滯阻力。2. 壓差阻力當(dāng)流體運動遇到物體時，流體會被物體分開，從物體的不同側(cè)面流過。如果流體具有一定的粘性，靠近物體的那局部流體的速度將減慢，在物體的后

3、面一側(cè)形成"真空地帶，離物體較遠處的流體將 向 這個"真空"地帶補充，出現(xiàn)湍流。此時，物體前后兩局部流體內(nèi)單位體積分子數(shù)不同，前 后側(cè)面 受到 流體的樂力不同，使得物體受到流體的阻力，這種阻力稱為壓差阻力。在理論力學(xué)中所說的"物體運動時受到空氣與速度二次方成正比的阻力，指的就是空氣對物體的壓差阻力。降落傘在空中受 到空 氣的阻力是壓差阻力。壓差阻力的大小與物體運動速度的平方成正比，即f?v2.可以寫為彳二C2v2o產(chǎn)生壓善阻力的機制與粘滯阻力不同。粘滯阻力是物體表而處流體與物體相互作用的結(jié)果：壓差阻力是物體前后面出現(xiàn)樂力差的結(jié)果。從本質(zhì)上講，圧差阻力也是

4、山粘滯阻力引起的。因為流體與物體之間存在粘滯阻力，才使得從物體側(cè)而流過的流體不能立刻到達物體的前方， 出現(xiàn)前方的“真 空"、"尾 流"，產(chǎn)生壓力基。壓差阻力的大小與流體的密度、物體的速度有關(guān)。如果流體的阻力系數(shù)為 CD密度為p、圓柱體的 半 徑為r、長度為L,圓柱形物體在流體中以速度 v運動時，受到壓強和壓力。運動的圓柱體所受壓 差阻 力大小為CDprLv2因為氣體的密度較小，所以在氣體中運動的物體， 一般情況卜受到的阻力上要是粘滯阻力：在空氣 中 運動速度較大的物體，受到的阻力上要是壓差阻力。液體的密度比氣體大，在液體中運動的物體受到壓差阻力的影響比擬大。3. 興波阻力船舶在水中前進時，使水離開原來的位且產(chǎn)生振動、形成波浪。波是振動的傳播，也是能雖的傳播。船舶是產(chǎn)生振動的物體，在船前進的時候，一局部能雖傳遞給水，并且隨著水波向外傳播，能雖也向外傳播、在產(chǎn)生振動的過程中減少。從能雖減少的角度，可以認為船舶在運動中受到水的阻力，這種力稱為興波阻力。興波阻力的本質(zhì)與粘性阻力、壓差阻力不同。興波阻力的大小與流體的粘性無關(guān)，而與船船的外形、運動速度有關(guān)?，F(xiàn)代一些大的船舶，為了減少興波阻力，將船體吃水線卜？方局部做成球形的缺 子狀。 其作用是在船行駛時，水面上卞局部的船體都會產(chǎn)生波浪，為相 _干波。這兩局部波的振動方向相反，