文档介绍：工程流体力学
第八章粘性流体绕物体的流动
第八章粘性流体绕物体的流动
实际流动都是有粘流
动,目前对粘性流动
研究方法主要有:
1、基于N-S方程的紊
流模拟
2、流体实验
流动分类
根据工程的实际情况,流动可分为:
内流和外流。
内流:如右上图。
外流: 如右下图。
本章的主要内容
本章主要讨论绕流问题,即外流问题。首先将介绍粘性流体的运动微分方程,然后将给出边界层的概念及其控制方程,最后针对绕流流动现象的一些具体问题进行了讨论。
◆空间流动三维问题,N—S方程及其求解
◆扰流阻力及其计算
◆附面层的问题
第一节不可压缩粘性流体的运动微分方程
以流体微元为分析对象,流体的运动方程可写为如下的矢量形式:
这里:
是流体微团的加速度,微分符号:
称为物质导数或随体导数,它表示流体微团的某性质
时间的变化率。
(8-1)
(8-2)
(8-3)
一、微元体的受力分析和运动微分方程的推导
如图所示,控制体的各边长分别
为dx,dy,dz,微元体的体积为:
( 8-4)
作用在微元体上的质量力为,其可用
三个分量表示为:
(8-5)
这里:
(8-6)
如果的三个分量是,则:
(8-7)
★作用在微元体上的表面力
将微元体六个面上的应力分别投影到三个坐标方向上如图
◇作用于微元体个面上的x轴方向的应力
把作用于控制体上x方向的力叠加起来,得到作用在微元体上的表面力在x方向的分量为:
◇作用于微元体个面上的Y、Z轴方向的应力
同理,表面力在y方向的分量为:
表面力在z方向的分量为:
★作用在微元体上的表面力
如果用, 和表示单位体积的表面力,则:
( 8-8)