文档介绍:已知平面流场速度分布为,。求在点(1,-1)处流体微团线变形速度,角变形速度和旋转角速度。
解:(1)线变形速度:
角变形速度:
旋转角速度:
将点(1,-1)代入可得流体微团,;;
2.已知有旋流动速度场为,,。试求旋转角速度,角变形速度和涡线方程。
解:旋转角速度:
角变形速度:
由积分得涡线方程为:
,
3.已知有旋流动速度场为,,,式中c为常数,试求流场涡量及涡线方程。
解:流场涡量为:
旋转角速度分别为:
则涡线方程为:
即
可得涡线方程为:
4.求沿封闭曲线,速度环量。(1),;(2),;(3),。其中A为常数。
解:(1)由封闭曲线方程可知该曲线时在z=0平面上圆周线。
在z=0平面上速度分布为:
,
涡量分布为:
依据斯托克斯定理得:
(2)涡量分布为:
依据斯托克斯定理得:
(3)因为,
则转化为直角坐标为:,
则
依据斯托克斯定理得:
5.试确定下列各流场是否满足不可压缩流体连续性条件?
答:不可压缩流体连续性方程
直角坐标: (1)
柱面坐标: (2)
(1) 代入(1) 满足
(2) 代入(1) 满足
(3) 代入(1) 不满足
(4) 代入(1) 不满足
(5) 代入(2) 满足
(6) 代入(2) 满足
(7) 代入(2) 满足
6.已知流场速度分布为,,。求(3,1,2)点上流体质点加速度。
解:
将质点(3,1,2)代入ax、ay、az中分别得:
,,
7.已知平面流场速度分布为,。求时,在(1,1)点上流体质点加速度。
解:
当初,
将(1,1)代入得
当t=0时,将(1,1)代入得:
8.设两平板之间距离为2h,平板长宽皆为无限大,图所表示。试用粘性流体运动微分方程,求此不可压缩流体恒定流流速分布。
解:方向速度和时间无关,质量力:
运动方程:方向:
方向:
积分:
∴正确偏导和无关,方向运动方程可写为
积分:
边界条件:,
得:,
∴
9.沿倾斜平面均匀地流下薄液层,试证实:(1)流层内速度分布为;(2)单位宽度上流量为。
解:方向速度和时间无关,质量力,
运动方程:x方向: ①
y方向: ②
②积分
∴
∵常数 ∴和无关
①可变为
积分
边界条件:,;,
∴,
∴
解:流线方程:
(a),,代入流线方程,积分:
直线族
(b),,代入流线方程,积分:
抛物线族
(c),,代入流线方程,积分:
直线族
(d),,代入流线方程,积分:
抛物线族
(e),,代入流线方程,积分:
椭圆族
(f),,代入流线方程,积分:
双曲线族
(g),,代入流线方程,积分:
同心圆
(h),,代入流线方程,积分:
直线族
(i),,代入流线方程,积分:
抛物线族
(j),,代入流线方程,积分:
直线族
(k),,代入流线方程,积分:
直线族
(l),,由换算公式:,
,
代入流线方程积分:
直线族
(m),,,
代入流线方程积分:
同心圆
,哪些流动是无旋流动,哪些流动是有旋流动。假如是有旋流动,它旋转角速度表示式是什么?
解:无旋流有:(或)
(a),(f),(h),(j),(l),(m)为无旋流动,其它为有旋流动
对有旋流动,旋转角速度:
(b) (c) (d) (e)
(g) (i) (k)
,求出各有势流动流函数和势函数。
解:势函数
流函数
(a)
(e)e为有旋流无势函数只有流函数
其它各题略
,时,求半径为和两流线间流量表示式。
解:
∴
∴
。它是否是无旋流动?假如不是,计算它旋转角速度。证实任一点流速只取决于它对原点距离。绘流线。
解:
∴ 是无旋流
∴ 即任一点流速只取决于它对原点距离
流线即
用描点法:
(图略)
,需要哪些量来决定流函数。要改变物体宽度,需要变动哪些量。以某一水平流动设计绕