流體力學(xué)名詞解釋重點(diǎn)

1、第1章  緒論  物質(zhì)的三種形態(tài)：固體、液體和氣體。液體和氣體統(tǒng)稱為流體。 流體的基本特征 ：具有流動(dòng)性。  所謂流動(dòng)性，即流體在靜止時(shí)不能承受剪切力，只要剪切力存在，流體就會(huì)流動(dòng)。流體無論靜止或流動(dòng)，都不能承受拉力。  連續(xù)介質(zhì)假設(shè)：把流體當(dāng)做是由密集質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的、內(nèi)部無空隙的連續(xù)體。  質(zhì)點(diǎn)：是指大小同所有流動(dòng)空間相比微不足道，又含有大量分子，具有一定質(zhì)量的流體微元。  作用在流體上的力按其作用方式可分為：表面力和質(zhì)量力。  表面力：通過直接接觸，作用在所取流體表面上的力（壓力、摩擦力），在某一點(diǎn)用應(yīng)力表示。&#

2、160; 質(zhì)量力：作用于流體的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)上且與流體質(zhì)量成正比的力（重力、慣性力、引力），用單位質(zhì)量力表示  流體的主要物理性質(zhì)：慣性、粘性、壓縮性和膨脹性。 慣性：物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，其大小用質(zhì)量表示。 密度：?jiǎn)挝惑w積的質(zhì)量，  粘性：是流體的內(nèi)摩擦特性，或者是流體阻抗剪切變形速度的特性。流體粘性大小用粘度度量，粘度包括動(dòng)力粘度m和運(yùn)動(dòng)粘度u   無粘性流體：指無粘性，即m=0的流體。      不可壓縮流體：指流體的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)全過程中，密度不變化的流體。 壓縮性：流體受壓，

3、分子間距減小，體積縮小的性質(zhì)。     膨脹性：流體受熱， 分子   壓縮系數(shù)：在一定的溫度下，增加單位壓強(qiáng)，液體體積的相對(duì)減小值，,體積模量 體膨脹系數(shù)：在一定的壓強(qiáng)下，單位溫升，液體體積的相對(duì)增加值，  (簡(jiǎn)答)簡(jiǎn)述氣體和液體粘度隨壓強(qiáng)和溫度的變化趨勢(shì)及不同的原因。  答：氣體的粘度不受壓強(qiáng)影響，液體的粘度受壓強(qiáng)影響也很?。灰后w的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘度卻隨溫度升高而增大，其原因是：分子間的引力是液體粘性的主要因素，而分子熱運(yùn)動(dòng)引起的動(dòng)量交換是氣體粘性的主要因素。 

4、0; 第二章 流體靜力學(xué)  絕對(duì)壓強(qiáng)pabs：以沒有氣體分子存在的完全真空為基準(zhǔn)起算的壓強(qiáng)。  相對(duì)壓強(qiáng)p：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a為基準(zhǔn)起算的壓強(qiáng)，各種壓力表測(cè)得的壓強(qiáng)為相對(duì)壓強(qiáng)，相對(duì)壓強(qiáng)又稱為表壓強(qiáng)或計(jì)示壓強(qiáng)。 真空度pv：絕對(duì)壓強(qiáng)小于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱臄?shù)值。   測(cè)量壓強(qiáng)做常用的儀器有：液柱式測(cè)壓計(jì)和金屬測(cè)壓表。  液柱式測(cè)壓計(jì)包括測(cè)壓管、U形管測(cè)壓計(jì)、傾斜式微圧計(jì)和壓差計(jì)。 平面上靜水總壓力的計(jì)算方法有：圖算法和解析法。 潛體：全部浸入液體中的物體。   浮體：部分浸入液體中的物體

5、。  阿基米德原理：液體作用于潛體或浮體上的總壓力，只有鉛垂向上的浮力，大小等于所排開的液體重量，作用線通過潛體的幾何中心。 (簡(jiǎn)答)試述靜止流體中應(yīng)力的特性。 答：（1）應(yīng)力的方向沿作用面的內(nèi)法線方向；    （2）靜壓強(qiáng)的大小與作用面的方位無關(guān)。 流體平衡微分方程及物理意義：  物理意義：在靜止流體中，各點(diǎn)單位質(zhì)量流體所受質(zhì)量力與表面力相平衡。 等壓面的概念、性質(zhì)及連通器內(nèi)等壓面的判斷：  流體中壓強(qiáng)相等的空間點(diǎn)構(gòu)成的平面或曲面稱為等壓面。其性質(zhì)是：等壓面與質(zhì)量力正交。在連通器內(nèi)做

6、水平面，若連通的一側(cè)只有同一種液體，該平面就是等壓面，否則不是等壓面。  由液體靜力學(xué)基本方程得到的結(jié)論（推論）： （1）靜壓強(qiáng)的大小與液體的體積無關(guān)；  （2）兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差等于兩點(diǎn)之間單位面積垂直液柱的重量；  （3）在平衡狀態(tài)下，液體內(nèi)任一點(diǎn)壓強(qiáng)的變化等值地傳遞到其他各點(diǎn)。 壓力體的概念、界定方法和分類：積分 ò=Az VhdAz 表示的幾何體積稱為壓力 體。界定方法：設(shè)想取鉛垂線沿曲面邊緣平行移動(dòng)一周，割出以自由液面或延伸面為上底、曲面本身為下底的柱體就是壓力體。分類：實(shí)壓力體（Pz）、虛壓力體（Pz）和壓力體疊加。 

7、  第三章  流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法：  拉格朗日法和歐拉法。除個(gè)別質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)問題外，都應(yīng)用歐拉法。  拉格朗日法：是以個(gè)別質(zhì)點(diǎn)為研究對(duì)象，觀察該質(zhì)點(diǎn)在空間的運(yùn)動(dòng)，然后將每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況匯總，得到整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)是起始坐標(biāo)和時(shí)間變量t的連續(xù)函數(shù)。  歐拉法：是以整個(gè)流動(dòng)空間為研究對(duì)象，觀察不同時(shí)刻各空間點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，然后將每個(gè)時(shí)刻的情況匯總起來，描述整個(gè)運(yùn)動(dòng)?？臻g點(diǎn)的物理量是空間坐標(biāo)）和時(shí)間變量t的連續(xù)函數(shù)。  恒定流：各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。 &#

8、160; 非恒定流：各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間變化的流動(dòng)。  一（二、三）元流：流體流動(dòng)時(shí)各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一（二、三）個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的連續(xù)函數(shù)。  均勻流：流線是平行直線的流動(dòng)。    非均勻流：流線不是平行直線的流動(dòng)。  流線：表示某時(shí)刻流動(dòng)方向的曲線，曲線上各質(zhì)點(diǎn)的速度矢量都與該曲線相切。跡線：流體質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。  流管：某時(shí)刻，在流場(chǎng)內(nèi)任意做一封閉曲線，過曲線上各點(diǎn)做流線，所構(gòu)成的管狀曲面。   流束：充滿流體的流管。  過流斷面：與所有流線正

9、交的橫斷面。    元流：過流斷面無限小的流束，斷面上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)均相同。   總流： 過流斷面為有限大小的流束，斷面上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不相同。  流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過某一過流斷面的流體量。以體積計(jì)為體積流量，簡(jiǎn)稱流量；以質(zhì)量計(jì)為質(zhì)量流量；以重量計(jì)為重量流量  非均勻漸變流：在非均勻流中流線近似于平行直線的流動(dòng)。  水頭線：總流或元流沿程能量變化的幾何圖示。 水力坡度：?jiǎn)挝涣鞒虄?nèi)的水頭損失。  （簡(jiǎn)答）流線有哪些主要性質(zhì)？流線和跡線有無重合的情況？答：流線性質(zhì)：（1）在恒定流中，流線的

10、形狀和位置不隨時(shí)間變化；（2）在同一時(shí)刻，一般情況下流線不能相交或轉(zhuǎn)折。在恒定流中流線與跡線重合，非恒定流中一般情況下兩者不重合，但當(dāng)速度方向不隨時(shí)間變化只是速度大小隨時(shí)間變化時(shí)，兩者仍重合。 試述流動(dòng)分類：（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化，分為恒定流和非恒定流；（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與空間坐標(biāo)的關(guān)系，分為一元流、二元流和三元流；（3）根據(jù)流線是否平行，分為均勻流和非均勻流。  不可壓縮流體的連續(xù)性微分方程 ： 不可壓縮流體運(yùn)動(dòng)必須滿足該方程。   第四章 流動(dòng)阻力和水頭損失  流動(dòng)阻力：粘性流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體內(nèi)部流層之

11、間存在相互作用的摩擦力，在邊界變化處存在集中阻力，這兩類力做功使機(jī)械能減少，這兩類力稱為流動(dòng)阻力。 沿程阻力：在邊界無變化的均勻流段上產(chǎn)生的流動(dòng)阻力。  局部阻力：在邊界急劇變化處產(chǎn)生的流動(dòng)阻力。 水頭損失：?jiǎn)挝恢亓苛黧w平均的機(jī)械能損失。 沿程水頭損失f h ：由沿程阻力做功引起的水頭損失。    局部水頭損失jh：由局部阻力做功引起的水頭損失。  層流：流速較小時(shí)，水一層套著一層呈層狀流動(dòng)，各層質(zhì)點(diǎn)互不混摻的流態(tài)。 紊流（湍流）：流速較大時(shí)，各層質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡極不規(guī)則，相互混摻的流態(tài)。 

12、;水力半徑R：過流斷面面積與濕周的比值。  紊流脈動(dòng)：紊流各層質(zhì)點(diǎn)相互摻混，無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致其物理量也隨之無規(guī)則變化的現(xiàn)象。  瞬時(shí)流速u：某一空間點(diǎn)的實(shí)際流速，在紊流流態(tài)下隨時(shí)間脈動(dòng)，   時(shí)均流速u：某一空間點(diǎn)的瞬時(shí)流速在時(shí)段T內(nèi)的時(shí)間平均值， 脈動(dòng)流速u：瞬時(shí)流速與時(shí)均流速的波動(dòng)值。  斷面平均流速n：過流斷面上各點(diǎn)流速的斷面平均值，  粘性底層：僅靠壁面存在一個(gè)粘性剪應(yīng)力起控制作用的薄層。 紊流剪應(yīng)力包括：粘性剪應(yīng)力和附加剪應(yīng)力 紊流流速分布一般表達(dá)式：，該公式適用于除粘性底層以外的整個(gè)

13、過流斷面。 當(dāng)量粗糙：是以工業(yè)管道紊流粗糙區(qū)實(shí)測(cè)的l值代入尼古拉茲粗糙圓管公式反算得出的粗糙高度ks。  當(dāng)量直徑de：把水力半徑相等的圓管直徑定義為非圓管的當(dāng)量直徑       邊界層：考慮粘性影響的薄流層。 繞流阻力D：流體繞物體流動(dòng)，平行于來流方向上的力，包括摩擦阻力和壓差阻力，  造成局部水頭損失的原因：主流脫離邊壁，漩渦區(qū)的形成。  邊界層的特征：邊界層內(nèi)流速梯度很大，考慮粘性影響；以外流速梯度約為0，相當(dāng)于無粘性流體的運(yùn)動(dòng)。   第5

14、章  孔口、管嘴出流和有壓管流  孔口出流：在容器壁上開孔，水經(jīng)孔口流出的水力現(xiàn)象。其水頭損失只考慮局部水頭損失jh。  薄壁孔口：孔口出流時(shí)，水流與孔壁僅在一條周線上接觸，壁厚對(duì)水流無影響的孔口。  自由出流：水由孔口流入大氣的水力現(xiàn)象。          淹沒出流：水由孔口直接流入另一部分水體的水力現(xiàn)象。 管嘴出流：在孔口上對(duì)接3-4倍孔徑的短管，水通過短管并在出口斷面滿管流動(dòng)的水力現(xiàn)象。  有壓管流：流體沿管道滿管流動(dòng)的水力現(xiàn)象。

15、    短管：沿程水頭損失和局部水頭損失所占比重相當(dāng)，兩者都不能忽略的管道。 長(zhǎng)管：以沿程水頭損失為主，局部水頭損失和流速水頭所占比例很小，可以忽略或按沿程水頭損失的某一百分比估算的管道。  簡(jiǎn)單管道：沿程直徑和流量都不變化的管道。        串聯(lián)管道：由直徑不同的管段順序連接起來的管道。 并聯(lián)管道：在兩節(jié)點(diǎn)之間并聯(lián)兩根或兩根以上的管道。 水擊（水錘）：在有壓管道中，由于某種原因，使水流速度突然發(fā)生變化，同時(shí)引起壓強(qiáng)大幅度波動(dòng)的現(xiàn)象。

16、0; 直接水擊：閥門關(guān)閉時(shí)間小于一個(gè)相長(zhǎng)，最早發(fā)出的水擊波的反射波回到閥門之前，閥門已全關(guān)閉，此時(shí)閥門處的水擊壓強(qiáng)與瞬時(shí)關(guān)閉相同。                間接水擊：閥門關(guān)閉時(shí)間大于一個(gè)相長(zhǎng)），最早發(fā)出的水擊波的反射波回到閥門之時(shí)，閥門還未完全關(guān)閉，此時(shí)閥門處正負(fù)水擊波相疊加，使閥門處的水擊壓強(qiáng)小于直接水擊壓強(qiáng)。  （簡(jiǎn)答）孔口、管嘴出流和有壓管流各自的水力特點(diǎn)是：（1）孔口、管嘴出流只 有局部水頭損失，不計(jì)沿程水頭損失

17、，jwh h=；（2）短管的局部水頭損失和沿程水頭損失都要計(jì)入，；（3）長(zhǎng)管的局部水頭損失和流速水頭的總和同沿程水頭損失相比很小，按沿程水頭損失的某一百分?jǐn)?shù)估算過忽略不計(jì)。 管嘴出流收縮斷面的真空高度：，相當(dāng)于把孔口的作用水頭增大75%，因此在相同的作用水頭下，同樣開口面積，管嘴的過流能力是孔口過流能力的1.32倍。   第六章 明渠流動(dòng)  明渠流動(dòng)：水流的部分周界與大氣接觸，具有自由表面的流動(dòng)。又稱為無壓流。 明渠流動(dòng)的特點(diǎn)：重力作用、底坡影響、水深可變。 底坡：底線沿流程單位長(zhǎng)度的降低值。  底坡類型：i>

18、;0，為正底坡或順坡；i=0,為平底坡；i<0，為反底坡或逆坡。 渠道類型：棱柱形渠道和非棱柱形渠道。  棱柱形渠道：斷面形狀、尺寸沿程不變的長(zhǎng)直渠道。非棱柱形渠道：斷面形狀、尺寸沿程有變化的渠道。  明渠均勻流：流線為平行直線的明渠水流，是具有自由表面的等深、等速流。       正常水深h0：明渠均勻流的水深。  水力最優(yōu)斷面：當(dāng)i、n和A一定，濕周最小而流量最大的斷面。 無壓圓管：圓形斷面不滿管流的長(zhǎng)管道。     

19、;            水力最優(yōu)充滿度：在滿流之前，輸水能力達(dá)到最大值時(shí)相應(yīng)的充滿度。  緩流：對(duì)于底坡平緩的渠道或河道，水流流動(dòng)緩慢，遇到障礙物，障礙物前水面壅高，且壅高水位向上游傳播。  急流：對(duì)于底坡較陡的渠道或河道，以及瀑布險(xiǎn)灘，水流流動(dòng)較快，遇到障礙物后，水面隆起越過，上游水面不壅高，障礙物對(duì)上游來流無影響。 弗勞德數(shù)：明渠流速與臨界流速的比值，。  斷面單位能量：相對(duì)于通過該斷面最低點(diǎn)的基準(zhǔn)面的機(jī)械能，  

20、60;      臨界水深hc：斷面單位能量最小時(shí)對(duì)應(yīng)的水深。  臨界底坡ic：正常水深正好等于該流量下的臨界水深時(shí)相應(yīng)的渠道底坡。 正底坡或順坡類型：i<ic，為緩坡； i=ic，為臨界坡；i>ic，為急坡或陡坡。  水躍：明渠水流從急流狀態(tài)過渡到緩流狀態(tài)時(shí)水面驟然躍起的急變流現(xiàn)象。     水躍區(qū)包括水滾區(qū)和主流區(qū)。  共軛水深：使水躍函數(shù)值相等的兩個(gè)水深)()("'hJhJ=。  水跌：明渠

21、水流從緩流狀態(tài)過渡到急流狀態(tài)時(shí)水面急劇降落的急變流現(xiàn)象。 特征：緩流以臨界水深通過跌坎斷面或變?yōu)榧逼碌臄嗝孢^渡到急流。  明渠非均勻流：流線不是平行直線的流動(dòng)，是具有自由表面的不等深、不等速流，分為：非均勻漸變流和非均勻急變流。 水面曲線：明渠非均勻流水深沿程變化，水面線)(sfh=是和渠底不平行的曲線，稱為水面曲線。  水面曲線分析總結(jié) ：以21Fr Jidsdh -=為依據(jù)；正常水深h0線和臨界水深hc線將流動(dòng)區(qū)域分為12個(gè)區(qū)域，共存在12種水面曲線，1、3區(qū)為壅水曲線，2區(qū)為降水曲線，而且每一區(qū)域內(nèi)水面曲線也是唯一的；除C1、C3型水面線外，其他所

22、有水面線在hh0時(shí)，都以N-N線為漸近線，在hhc時(shí)，與C-C線正交，發(fā)生水躍或水跌。  （簡(jiǎn)答）明渠均勻流形成的條件、特征及基本公式：條件：位能沿程減少值等于沿程水頭損失，而水流的動(dòng)能保持不變。特征：各項(xiàng)坡度皆相等，。 （明渠均勻流只能出現(xiàn)在順坡 長(zhǎng)直渠道中）  明渠均勻流正常水深的影響因素：正常水深與流量和渠道斷面的形狀、尺寸、壁面粗糙及渠道底坡諸因素有關(guān)，對(duì)于梯形斷面渠道。  明渠均勻流水力計(jì)算解決的問題：驗(yàn)算渠道的輸水能力（），決定渠道底坡），設(shè)計(jì)渠道斷面。  明渠流動(dòng)狀態(tài)判別：（1）C Vï îï í&#

23、236;=ñá，流動(dòng)為臨界流 為急流，為緩流，ccc V流動(dòng)V 流動(dòng)V VVV（2） rFï îï íì=ñá，流動(dòng)為臨界流 為急流，為緩流，1r流動(dòng)1r  流動(dòng)1r FFF（3）Ch ï îï íì=áñ，流動(dòng)為臨界流 為急流，為緩流 ，ccchh流動(dòng)hh流動(dòng)hh （4）Ci ï îï íì=ñá，均勻流為

24、臨界流 ，均勻流為急流，均勻流為緩流 ccciiiii i  注意: CV、rF、Ch作為判別標(biāo)準(zhǔn)是等價(jià)的，對(duì)均勻流和非均勻流都適用，Ci作為判別標(biāo)準(zhǔn)只適用于明渠均勻流。  底坡類型(1)i>0,為順坡或正底坡，其中：i< ic，為緩坡，i=ic，為臨界坡，i>ic，為急坡或陡坡；（2）i=0，為平坡；（3）i<0，為逆坡或反底坡。   第七章 堰流  堰：在緩流中，為控制水位和流量而設(shè)置的頂部溢流的障壁。      &#

25、160;    堰流：水經(jīng)堰頂溢流的水力現(xiàn)象。 堰的分類：（1 ）67 .0H<d,為薄壁堰，主要用做測(cè)量流量的設(shè)備；（2 ）5 .2H67.0<< d ，為實(shí)用堰，剖面有曲線型和折線型；（3 ） 10 H 5.2<< d ，為寬頂堰。 （若10 H >d ， 流動(dòng)不屬于堰流，而是明渠漸變流。）  淹沒溢流：下游水位較高，頂托過堰水流，使得堰上水深由小于臨界水深轉(zhuǎn)變?yōu)榇笥谂R界水深，水流由急流變?yōu)榫徚鳎掠胃蓴_波能向上游傳播。淹沒影響用淹沒系數(shù)ss表示，側(cè)收縮影響用收縮系數(shù)表示。 寬頂堰淹沒溢流的條件：必要條件：下游水深高于堰頂0'>-=phhs；充 分條件：08.0'Hphhs >-=  寬頂堰各項(xiàng)系數(shù)的