文档介绍：第5章旋涡理论内容:介绍描述旋涡运动的基本方法和旋涡运动的基本定理。包括:(1)旋涡运动的基本概念。(2)旋涡运动的基本定理。汤姆逊(Thomson)定理拉格朗日(Lagrange)定理亥姆霍兹(Helmholtz)定理毕奥沙伐(Biot——Savart)定理1、涡线:流场中的一条曲线。其上所有流体质点在同一瞬时的旋转角速度向量与此线相切。涡线方程:2、涡面、3、旋涡强度:::J:表征流场中旋涡的强弱和分布面积大小的物理量。4、旋速度环量:C5、斯托克斯(Stokes)定理内容:沿任意封闭周线C的速度环量等于通过以该曲线为边界的曲面的旋涡强度J的两倍,即CBDLA’AB’EKelvin、Lagrange及Helmholtz定理全面地描述了理想正压流体在有势场中运动时涡量演化的规律:若流体理想、正压、质量力有势,无旋运动永远无旋,有旋运动永远有旋;涡线、涡面、涡管及涡管强度具有保持性。若不满足Kelvin任一条件,则运动过程中会产生新的旋涡,无旋变成有旋;不具备保持性。6、旋涡运动的基本定理旋涡起因:粘性:均匀流体经过物体边界层时运动变为有旋;非正压流场:大气和海洋中的密度分层形成旋涡;非有势力场:地球哥氏力使气流生成旋涡(旋风);流场的间断(非连续):高速均匀气流经过曲面激波后形成有旋流动。第6章势流理论 (势流:理想流体的无旋运动)本章内容:研究不可压理想流体无旋运动流场的速度分布、压力分布及作用于物体上的力。包括:(1)势流问题基本方程和解题步骤;(2)几种简单的平面势流;(3)绕圆柱体的无环量流动;(4)绕圆柱体的有环量流动;(5)附加惯性力与附加质量。物体表面上的压力分布,即求出压力函数p(x,y,z,t)1、pressibleidealirrotationalflow确定速度v无旋速度势存在,求出速度势给定边界条件,求解拉普拉斯方程势流问题解题步骤:解拉氏方程力和力矩PierreSimonLAPLACE (1749-1827):,hydrodynamics,groundwaterflow,thermo-statics,,France;becameprofessorofMathematicsin1768,Research:astronomy,s;physicsareas,,凡是满足Lapalce方程的函数就称为是调和函数。要找一个能代表具体绕流问题的解,就是要找一个能符合具体绕流边界条件的调和函数。这种问题在数学上称为边值问题。Laplace方程是线性方程。要使解唯一,需给出边界条件、初始条件。基本方程2、边界条件(BoundaryCondition)——速度势在流体域边界面上满足的条件(1)物面(内)边界条件(2)外边界条件:无穷远边界条件和两种流体边界面条件3、初始条件(initialcondition)初始时刻速度势(或)在流体域内或边界上满足的条件。10