工程流體力學(xué)改·流體名詞簡答

名詞解釋、名詞解釋理想流體：實(shí)際的流體都是有粘性的，沒有粘性的假想流體稱為理想流體。水力光滑與水力粗糙管：流體在管內(nèi)作紊流流動(dòng)時(shí)（1分），用符號△表示管壁絕對粗糙度，00表示粘性底層的厚度，則當(dāng)00>^時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力光滑管；（2分）當(dāng)00（△時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力粗糙管。邊界層厚度：物體壁面附近存在大的速度梯度的薄層稱為邊界層；（2分）通常，取壁面到沿壁面外法線上速度達(dá)到勢流區(qū)速度的99%處的距離作為邊界層的厚度，以0表示。（3分）雷諾數(shù)：是反應(yīng)流體流動(dòng)狀態(tài)的數(shù)，雷諾數(shù)的大小反應(yīng)了流體流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)慣性力和粘性力的對比關(guān)系。牛頓流體：把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。恒定流動(dòng)：流場中，流體流速及由流速?zèng)Q定的壓強(qiáng)、粘性力、慣性力等也不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。卡門渦街：流體繞過非流線型物體時(shí)，物體尾流左右兩側(cè)產(chǎn)生的成對的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的反對稱渦旋自由紊流射流：當(dāng)氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式向自由空間噴射時(shí)，形成的流動(dòng)即為自由紊流射流。流場：充滿流體的空間。自由射流：氣體自孔口或條縫向無限空間噴射所形成的流動(dòng)。濃差或溫差射流:射流介質(zhì)本身濃度或溫度與周圍氣體濃度或溫度有差異所引起的射流。穩(wěn)定流動(dòng)：流體流動(dòng)過程與時(shí)間無關(guān)的流動(dòng)。不可壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動(dòng)過程而變化的液體。流體動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度動(dòng)力粘度：單位速度梯度時(shí)內(nèi)摩擦力的大小7日=，，，dv/dz_巨運(yùn)動(dòng)粘度：動(dòng)力粘度和流體密度的比值 u=p斷面平均流速和時(shí)間平均流速流經(jīng)有效截面的體積流量除以有效截面積而得到的商v=q:A在某一時(shí)間間隔內(nèi)，以某平均速度流經(jīng)微小過流斷面的流體體積與以真實(shí)速度流經(jīng)此微小過流斷面的流體體積相等，該平均速度稱為時(shí)間平均流速。層流：定向的恒定流動(dòng) 紊流：不定向混雜的流動(dòng)沿程阻力、局部阻力流體沿流動(dòng)路程所受的阻礙稱為沿程阻力局部阻力之流體流經(jīng)各種局部障礙（如閥門、彎頭、變截面管等）時(shí)，由于水流變形、方向變化、速度重新分布，質(zhì)點(diǎn)間進(jìn)行劇烈動(dòng)量交換而產(chǎn)生的阻力。有旋流動(dòng)、無旋流動(dòng)有旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不等于零的流動(dòng)稱為有旋流動(dòng)。無旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度等于零的流動(dòng)稱為無旋流動(dòng)。粘滯性一一流體在受到外部剪切力作用時(shí)發(fā)生變形（流動(dòng)），其內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來，這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性量綱和諧一一只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關(guān)系式中各加和項(xiàng)的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必然是相同的時(shí)均速度一一湍流的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化，瞬時(shí)速度的時(shí)間平均值稱為時(shí)均速度微元控制體一一根據(jù)需要選取的具有確定位置和形狀的微元流體。控制體的表面稱為控制面穩(wěn)態(tài)流動(dòng)一一流場中各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化流體的密度 單位體積流體的質(zhì)量。等壓面在流體中壓強(qiáng)相等的點(diǎn)組成的面稱為等壓面。定常流動(dòng) 流場中各空間點(diǎn)上所有物理參數(shù)均與時(shí)間變量t無關(guān)，稱作定常流動(dòng)。粘性： 流體層間發(fā)生相對滑移運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生切向力的性質(zhì)。粘性系數(shù)： 切應(yīng)力與速度梯度成正比的比例系數(shù)。牛頓流體： 切應(yīng)力與角變形速率（速度梯度）之間存在線性關(guān)系的流體。非牛頓流體： 切應(yīng)力與角變形速率（速度梯度）之間不存在線性關(guān)系的流體。理想流體： 假想的粘性為零的（=0）的流體。體積壓縮系數(shù)： 單位壓力變化所對應(yīng)的流體體積的相對變化值。體積彈性模數(shù)：流體體積的單位相對變化所對應(yīng)的壓力變化值。表面張力： 液體表面任意兩個(gè)相鄰部分之間的垂直與它們的分界線的相互作用的拉力。表面張力系數(shù)：單位長度分界線上的張力。帕斯卡定理：流體靜止平衡時(shí)施加于不可壓流體表面的壓力，以同一數(shù)值沿各個(gè)方向傳遞到所有流體質(zhì)點(diǎn)。正壓流場： 整個(gè)流場中流體密度只是壓力的函數(shù)。位置水頭： 流體質(zhì)點(diǎn)距離某基準(zhǔn)面的高度。壓力水頭：單位重量流體的壓力勢能，可用壓力所對應(yīng)的液柱高度來表示。靜水頭： 位置水頭和壓力水頭之和，又稱測壓管水頭。串線： 相繼通過空間某一固定點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)依次串聯(lián)而成的線；流體線：由確定的流體質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)線；線變形速率：單位時(shí)間內(nèi)微元流體線的相對伸長率；體積膨脹率：單位時(shí)間內(nèi)微元流體團(tuán)的體積膨脹率；角變形速率：正交流體線的夾角對時(shí)間的變化率的1/2；流體微團(tuán)整體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度：過某流體質(zhì)點(diǎn)A的所有流體線轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的平均值，可用正交微元流體線的角平分線的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度來衡量；無旋流場.的流場，又稱有勢場；速度勢：當(dāng)流場無旋時(shí)，存在稱為速度勢；連續(xù)方程：反映物質(zhì)不滅質(zhì)量守恒的方程。動(dòng)量方程：反映物質(zhì)動(dòng)量變化與受力關(guān)系的方程，其本質(zhì)是牛頓第二定律。能量方程：反映物質(zhì)能量變化與作功、吸收熱量關(guān)系的方程。伯努利方程： 反映理想流體定常運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體的壓力能，動(dòng)能，質(zhì)量力勢能以及內(nèi)能關(guān)系的方程。雷諾數(shù)：它的物理意義是作用在流體上的慣性力與粘性力的比值的度量，是粘性流體運(yùn)動(dòng)中重要的特征量。層流： 當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則，各部分分層流動(dòng)互不摻混，流體質(zhì)點(diǎn)的跡線是光滑的，而且流場穩(wěn)定時(shí)，此種流動(dòng)形態(tài)稱為層流。湍流：當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)極不規(guī)則，各部分流體相互劇烈摻混，流體質(zhì)點(diǎn)的跡線雜亂無章，流場極不穩(wěn)定時(shí)。此種流動(dòng)形態(tài)稱為“湍流”。附面層：粘性較小的流體在繞過物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其摩擦阻力主要發(fā)生在緊靠物體表面的一個(gè)流速梯度很大的流體薄層內(nèi)，這個(gè)薄層即為附面層。貼附現(xiàn)象：貼附現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于靠近頂棚流速增大靜壓減少，而射流下部靜壓大，上下壓差致使射流不得脫離頂棚。音速：音速即聲速，它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。駐點(diǎn)：流體繞流物體迎流方向速度為零的點(diǎn)。自動(dòng)模型區(qū)：當(dāng)某一相似準(zhǔn)數(shù)在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，流動(dòng)的相似性和該準(zhǔn)數(shù)無關(guān)，也即原型和模型的準(zhǔn)數(shù)不相等，流動(dòng)仍保持相似，準(zhǔn)數(shù)的這一范圍稱為自動(dòng)模型區(qū)。偶極流一一由相距2a的點(diǎn)源與點(diǎn)匯疊加后，令a趨近于零得到的流動(dòng)排擠厚度——粘性作用造成邊界層速度降低，相比理想流體有流量損失，相當(dāng)于中心區(qū)理想流體的流通面積減少，計(jì)算時(shí)將平板表面上移一個(gè)厚度，此為排擠厚度順壓力梯度一一沿流動(dòng)方向壓力逐漸降低，邊界層的流動(dòng)受壓力推動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生分離時(shí)均速度——湍流的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化，瞬時(shí)速度的時(shí)間平均值稱為時(shí)均速度輸運(yùn)公式——將系統(tǒng)尺度量轉(zhuǎn)換成與控制體相關(guān)的表達(dá)式動(dòng)量損失厚度一一與理想流體流動(dòng)相比，粘性流體在邊界層內(nèi)減速造成動(dòng)量損失，如果按理想流體流動(dòng)計(jì)算動(dòng)量（放大速度），必須考慮壁面上移一個(gè)距離（減小流道），這個(gè)距離稱為動(dòng)量損失厚度。逆壓力梯度一一沿流動(dòng)方向上壓力逐漸升高，邊界層的流動(dòng)受抑制容易產(chǎn)生分離。氣體一維定常等熵流動(dòng)的極限狀態(tài)在絕熱流動(dòng)的過程中，氣流的絕對壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度為零，氣流的總能量全部轉(zhuǎn)化為宏觀運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的狀態(tài)。二、簡答題穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。---在流場中流體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)所有的運(yùn)動(dòng)要素都不隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流；反之，通過空間點(diǎn)處得流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要素的全部或部分要素隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)叫不穩(wěn)定流。產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。---外因：水力半徑的大小；管路長度的大小；管壁粗糙度的大小。內(nèi)因：流體流動(dòng)中永遠(yuǎn)存在質(zhì)點(diǎn)的摩擦和撞擊現(xiàn)象，質(zhì)點(diǎn)摩擦所表現(xiàn)的粘性，以及質(zhì)點(diǎn)發(fā)生撞擊引起運(yùn)動(dòng)速度變化表現(xiàn)的慣性，才是流動(dòng)阻力產(chǎn)生的根本原因。串聯(lián)管路的水力特性。串聯(lián)管路無中途分流和合流時(shí)，流量相等，阻力疊加。串聯(lián)管路總水頭損失等于串聯(lián)各管段的水頭損失之和，后一管段的流量等于前一管段流量減去前管段末端泄出的流量。如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？不是固定不變的。通過層流邊層厚度與管壁粗糙度值的大小進(jìn)行比較。5>A水力光滑管；5<A水力粗糙管。pav2 pav2z+1+11—h+2+22+z實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為(1Y2g1-2Y2g2)，其適用條件是穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質(zhì)量力只有重力，所取斷面為緩變流動(dòng)。因次分析方法的基本原理。就是因次和諧的原理，根據(jù)物理方程式中各個(gè)項(xiàng)的因次必須相同，將描述復(fù)雜物理現(xiàn)象的各個(gè)物理量組合而成無因次數(shù)群n從而使變量減少。歐拉數(shù)的定義式及物理意義。Eu=~^2 ... 、 . ?,..PV2,其物理意義為壓力與慣性力的比。壓力管路的定義凡是液流充滿全管在一定壓差下流動(dòng)的管路都稱為壓力管路。長管計(jì)算的第一類問題。已知管徑，管長和地形，當(dāng)一定流量的某種液體通過時(shí)，確定管路中的壓力降，或確定起點(diǎn)所需的壓頭，或計(jì)算水利坡降。作用水頭的定義。任意斷面處單位重量水的能量，等于比能除以重力加速度。含位置水頭、壓力水頭和速度水頭。單位為m。噴射泵的工作原理。噴射泵主要由噴嘴、吸入室和擴(kuò)散室等組成。工作流體在壓力作用下經(jīng)管子進(jìn)入噴嘴，并以很高的速度由噴嘴出口噴出。由于噴出的工作流體速度極高，因此使噴嘴附近的液體(或氣體)被帶走。此時(shí)，在噴嘴出口的后部吸入室便形成真空，因此吸入室可從吸人管中吸進(jìn)流體并和工作流體一起混合，經(jīng)擴(kuò)散管進(jìn)入排出管。如果工作流體不斷地噴射，便能連續(xù)不斷地輸送液體(或氣體)。JpuudA=旗FJpuudA=ZF』puudA=ZF一人土壬口賓-％旦土;也伍土-旦正cscscsXn x，csYn y，cs2n z二個(gè)方程為動(dòng)量方程的標(biāo)量形cscs式。等壓面的特性。一：在平衡流體中，過任意一點(diǎn)的等壓面，必與該點(diǎn)所受的質(zhì)量力互相垂直。二：兩種互不相混的液體處于平衡時(shí)，它們的分界面必為等壓面。魚+皿+日+M=0空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。---寄辦四位，其物理意義為：流體在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過單位體積空間流出與流入的質(zhì)量差與其內(nèi)部質(zhì)量變化的代數(shù)和為零。分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。---(a)任何斷面形狀的改變，都必將引起流速的重新分布，因而附加了流體間的相對運(yùn)動(dòng)和流體質(zhì)點(diǎn)的急劇變形，結(jié)果導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)間附加摩擦和相互撞擊，使流體能量受到損失，液流中流速重新分布。(b)流速的重新分布，總是伴隨有流動(dòng)分離和旋渦的形成，在旋渦區(qū)由于粘性的存在，便有摩擦的能量損失，在旋渦中粘性力作功。(c)在旋渦區(qū)中，又有質(zhì)點(diǎn)被主流所帶走，即有動(dòng)量交換，因而消耗運(yùn)動(dòng)流體的能量，流體質(zhì)點(diǎn)的混摻引起的動(dòng)量變化。雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)二個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。---雷諾數(shù)：Re=:=PV 慣性力與粘性力之比_…Fr=保 .工—富勞德數(shù)：g 慣性力與重力之比歐拉數(shù)：EU'Mi 壓力與慣性力之比流線的特性。---(1)在定常流動(dòng)時(shí)，因?yàn)榱鲌鲋懈髁黧w質(zhì)點(diǎn)的速度不隨時(shí)間變化，所以通過同一點(diǎn)的流線形狀始終保持不變，因此流線和跡線相重合。而在非定常流動(dòng)時(shí)，一般說來流線要隨時(shí)間變化，故流線和跡線不相重合。通過某一空間點(diǎn)在給定瞬間只能有一條流線，一般情況流線不能相交和分支。否則在同一空間點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)將同時(shí)有幾個(gè)不同的流動(dòng)方向。只有在流場中速度為零或無窮大的那些點(diǎn)，流線可以相交，這是因?yàn)?，在這些點(diǎn)上不會(huì)出現(xiàn)在同一點(diǎn)上存在不同流動(dòng)方向的問題。速度為零的點(diǎn)稱駐點(diǎn)，速度為無窮大的點(diǎn)稱為奇點(diǎn)。流線不能突然折轉(zhuǎn)，是一條光滑的連續(xù)曲線。流線密集的地方，表示流場中該處的流速較大，稀疏的地方，表示該處的流速較小。附面層提出的意義？在于將流場劃分為兩個(gè)計(jì)算方法不同的區(qū)域，即勢流區(qū)和附面層。在附面層外的勢流區(qū)按無旋流動(dòng)理想流體能量方程或動(dòng)量方程求解；在附面層內(nèi)，按粘性有旋流動(dòng)流體能量方程或N-S方程求解溫差或濃差射流彎曲產(chǎn)生的原因是什么？濃差或溫差射流由于濃度或溫度不同，引起射流介質(zhì)密度與周圍其氣體密度與周圍氣體密度不同，所受的重力與浮力不相平衡，使得整個(gè)射流將發(fā)生向上或向下的軸彎曲。附面層分離的原因是什么？當(dāng)流體繞流曲面體流動(dòng)時(shí)，在減壓增速區(qū)，流動(dòng)維持原來的附面層；流動(dòng)進(jìn)入增壓減速區(qū)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)受到與主流方向相反的壓差作用，將產(chǎn)生方向的回流，而附面層外的流體仍保持原有的前進(jìn)，這樣，回流和前進(jìn)這兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反的流體相接觸，就形成旋渦。旋渦的產(chǎn)生使得附面層與壁面發(fā)生分離。運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r的物理意義是什么？流體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力對單位體積質(zhì)量作用產(chǎn)生的阻力加速度，具有運(yùn)動(dòng)學(xué)要素。流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u的物理意義是什么？流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力，反映了粘滯的動(dòng)力性質(zhì)。元流的特性是什么？元流的特性：元流的邊界由流線組成；流體質(zhì)點(diǎn)不能出入元流；元流斷面上的流速和壓強(qiáng)是均勻分布。管網(wǎng)水力計(jì)算遵循的原則是什么？①任一節(jié)點(diǎn)流入和流出的流量相等；②任一閉合環(huán)路中，如規(guī)定順時(shí)針方向流動(dòng)的阻力損失為正，反之為負(fù)，則各管段阻力損失的代數(shù)和必等于零。水擊(水錘)現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因是什么？有壓管路中運(yùn)動(dòng)著的液體，由于閥門或水泵突然關(guān)閉，使得液體的速度和動(dòng)量發(fā)生急劇變化，從而造成液體壓強(qiáng)驟然變化，該現(xiàn)象就是水擊(水錘)現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因①液體的可壓縮性②管道材質(zhì)的彈性。管嘴出流產(chǎn)生真空的原因和條件是什么？原因是流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)由于有慣性，因而流線不能成折線，是光滑的曲線，所以能夠形成真空區(qū)域；條件是：管嘴長度為管徑的3?4倍；作用水頭H0極限值為9.3m。自由紊流射流的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特征是什么？在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速度分布是相似的，軸線速度越來越小，橫截面積越來越大，質(zhì)量流量也越來越大；個(gè)橫截面上的動(dòng)量守恒。射流彎曲產(chǎn)生的原因？在溫差射流場中，由于氣流密度與周圍的氣體的不同，射流氣體所受的浮力與重力不相平衡，使整個(gè)射流發(fā)生向下或向上彎曲。繞流升力產(chǎn)生的原因？當(dāng)繞流物體為非對稱形或雖為對稱但其對稱軸與來流方向不平行時(shí)，在繞流物體上部流線較密，流速大；下部流線較疏，流速小，則上部壓強(qiáng)小，下部壓強(qiáng)大，上、下部存在壓強(qiáng)差，由此產(chǎn)生向上的力稱為升力。粘性及粘性的表示方法產(chǎn)生阻抗流體層間相對運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力的這種流體的性質(zhì)。三種表示方法：絕對粘度、相對粘度、運(yùn)動(dòng)粘度流線與跡線流線：某瞬時(shí)流場中的一條空間曲線，該瞬時(shí)曲線上的點(diǎn)的速度與該曲線相切。跡線：流體微元的運(yùn)動(dòng)軌跡。斷面平均流速與時(shí)間平均流速斷面平均流速：y=*=時(shí)間平均流速：v=1廠醞恒定與非恒定流動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)在每一時(shí)刻都不隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為恒定流動(dòng)；流體運(yùn)動(dòng)的參數(shù)在每一時(shí)刻都隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為非恒定流動(dòng)。TOC\o"1-5"\h\zdx dy dz.流線的微分方程為v（x，y，z，nv（x，y，Ev（x，y，z，n是怎么得來的？x y z答：流線是速度場的矢量線。（1分）任一時(shí)刻t，曲線上每一點(diǎn)處的