文档介绍：EngineeringFluidMechanics流体力学电子教案第三章流体动力学基础流体动力学主要研究流体在运动状态下的力学规律:它以压强、速度为重点阐述了流体运动的两种描述方法:拉格朗日法和欧拉法介绍欧拉法的一些基本概念;引入了总流分析方法,得出总流运动的三个基本方程式:连续性方程、能量方程和动量方程;三个基本方程在工程应用上的分析计算方法。第三章流体动力学第一节描述流体运动的方法一、拉格朗日法流场——充满运动流体的空间称为流场跟踪是以流场中每一个流体质点作为对象描述流体运动的方法,它以流体个别质点随时间的运动为基础,通过综合足够多的质点(即质点系)运动求得整个流动。——质点系法初始时刻t0某质点(a,b,c,to)新的时刻t质点(x,y,z,t)a,b,c,t—拉格朗日变量(a,b,c)=C, t为变数,可以得出某个指定质点在任意时刻所处的位置。(a,b,c)为变数,t=C,可以得出某一瞬间不同质点在空间的分布情况。任何质点在空间的位置(x,y,z)都可看作是(a,b,c)和时间t的函数第一节描述流体运动的方法初始时刻t0某质点(a,b,c,to)新的时刻t质点(x,y,z,t)a,b,c,t—拉格朗日变量二、欧拉法布哨是以流体质点流经流场中各空间点的运动即以流场作为描述对象研究流动的方法。——流场法它不直接追究质点的运动过程,而是以充满运动流体质点的空间——流场为对象。研究各时刻质点在流场中的变化规律。将个别流体质点运动过程置之不理,而固守于流场各空间点。通过观察在流动空间中的每一个空间点上运动要素随时间的变化,把足够多的空间点综合起来而得出的整个流体的运动情况。流场运动要素是时空(x,y,z,t)的连续函数x,y,z,t—欧拉变量二、欧拉法布哨=+位变 加速度由流速不均匀性引起由流速不恒定性引起第一节描述流体运动的方法欧拉法:可以理解为许多人据守在河道的不同断面上(如水文站)观测河道水流的运动。拉格朗日法:好比用遥感卫星测量河道中漂流船的运动来观测河道的水流运动。第三章流体动力学第二节流体运动的基本概念一、流动的分类恒定流动和非恒定流动根据时变加速度是否为0均匀流动和非均匀流动根据位变加速度是否为0一元、二元、三元流动按影响流动的空间自变量的个数一元流动:(点的运动)φ=f(s)二元流动:(平面运动):φ=f(x,y)绕过圆柱形桩体的地下水渗流三元流动:(空间运动):φ=f(x,y,z)从中央空调进入房间的气流,从溢流孔射入坝下水垫塘中的水流,水对船的绕流第二节基本概念如图,一容器的出水管中有A、B两点,试分析当容器的水位保持恒定和水位随着时间变化时,流经A、B处的质点欧拉加速度。 1、在水位恒定的情况下:A→A′不存在时变加速度和位变加速度。 B→B′不存在时变加速度,存在位变加速度。  2、在水位变化的情况下:A→A′存在时变加速度和不存在位变加速度。 B→B′既存在时变加速度又存在位变加速度。 第二节基本概念下图所示AB中的水流各属于恒定或非恒定流,均匀或非均匀流。(a)非恒定均匀流(b)恒定非均匀流(c)非恒定非均匀流二、迹线和流线第二节基本概念同一流体质点在某一时间段的运动轨迹线——迹线微分方程