第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件

第八章

理想流體的有旋流動和無旋流動第八章

理想流體的有旋流動和無旋流動1第八章理想流體的有旋流動和無旋流動第一節(jié)微分形式的連續(xù)方程第二節(jié)流體微團運動分解第三節(jié)理想流體運動方程定解條件第八章理想流體的有旋流動和無旋流動第一節(jié)微分形式的連續(xù)方2第一節(jié)微分形式的連續(xù)方程流出與流入的流體質(zhì)量之差圖8-1推導徽分形式的連續(xù)方程用圖第一節(jié)微分形式的連續(xù)方程流出與流入的流體質(zhì)量之差圖8-13連續(xù)方程連續(xù)方程4第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件5當流體質(zhì)量凈通量為正時由于質(zhì)團是在流場中任意選取的，故上述可壓縮流體三維非定常流動微分形式的連續(xù)方程適用于整個流場。當流體質(zhì)量凈通量為正時當流體質(zhì)量凈通量為正時由于質(zhì)團是在流場中任意選取的，故上述6對于可壓縮流體的定常流動對于可壓縮流體的定常流動7對于不可壓縮流體的流動對于不可壓縮流體的流動8對于可壓縮流體和不可壓縮流體的二維（平面）定常流動對于可壓縮流體和不可壓縮流體的二維（平面）定常流動9第二節(jié)流體微團運動分解剛體的一般運動可以分解為移動和轉(zhuǎn)動兩部分。流體與剛體的主要不同在于它具有流動性，極易變形。因此，任一流體微團在運動過程中不但與剛體一樣可以移動和轉(zhuǎn)動，而且還會發(fā)生變形運動。所以，在一般情況下流體微團的運動可以分解為移動、轉(zhuǎn)動和變形運動三部分。第二節(jié)流體微團運動分解剛體的一般運動可以分解為移動和轉(zhuǎn)動兩10圖8-2平行六面體微小流體質(zhì)團圖8-2平行六面體微小流體質(zhì)團11第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件12第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件13第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件14圖8-3微小流體質(zhì)團平面運動分析點C：點A：點B：點D：圖8-3微小流體質(zhì)團平面運動分析點C：點A：點B：點D：15平移運動圖8-3微小流體質(zhì)團平面運動分析平移運動圖8-3微小流體質(zhì)團平面運動分析16第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件17線變形運動每秒內(nèi)單位長度的伸長（或縮短）量稱為線應變速度。線變形運動18第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件19角變形運動角變形運動20第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件21單位時間兩直角邊剪切變形的平均值，即角變形速度的平均值。單位時間兩直角邊剪切變形的平均值，即角變形速度的平均值。22第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件23旋轉(zhuǎn)運動矩形在運動、變形過程中有無旋轉(zhuǎn)，可以用某夾角的等分角線是否旋轉(zhuǎn)來確定。旋轉(zhuǎn)運動24旋轉(zhuǎn)運動矩形在運動、變形過程中有無旋轉(zhuǎn)，可以用某夾角的等分角線是否旋轉(zhuǎn)來確定。旋轉(zhuǎn)運動25第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件26單位時間兩直角邊旋轉(zhuǎn)角度代數(shù)和的平均值。單位時間兩直角邊旋轉(zhuǎn)角度代數(shù)和的平均值。27第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件28微小流體質(zhì)團的運動一般可以分解為三部分：隨質(zhì)團中某點（基點）一起前進的平移運動；繞該點的旋轉(zhuǎn)運動；含有線變形和角變形的變形運動。微小流體質(zhì)團的維長趨于零的極限是流體微團亥姆霍茲運動分解定理流體微團的運動分解定理微小流體質(zhì)團的運動一般可以分解為三部分：微小流體質(zhì)團的維長趨29圖8-4流體微團的運動軌跡(a)有旋流動(b)無旋流動根據(jù)流體微團是否旋轉(zhuǎn)可將流體的流動分解為兩大類：有旋流動無旋流動圖8-4流體微團的運動軌跡根據(jù)流體微團是否旋轉(zhuǎn)可將流體的流30旋度旋度31無旋流動無旋流動32有旋流動和無旋流動僅由流體微團本身是否旋轉(zhuǎn)來確定，與它的運動軌跡無關(guān)。圖8-4流體微團的運動軌跡(a)有旋流動(b)無旋流動有旋流動和無旋流動僅由流體微團本身是否旋轉(zhuǎn)來確定，與它的運動33第三節(jié)理想流體運動方程定解條件圖8-5推導理想流體運動微分方程用圖第三節(jié)理想流體運動方程定解條件圖8-5推導理想流體運動34經(jīng)過控制面單位時間流體動量的凈通量單位時間控制體內(nèi)流體動量的變化作用在控制體內(nèi)流體上的質(zhì)量力作用在控制面上壓強的合力經(jīng)過控制面單位時間流體動量的凈通量單位時間控制體內(nèi)流體動量的35第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件36(8-1)(8-1)37第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件38理想流體微分形式的運動方程流體運動的歐拉方程在流場的某點，單位質(zhì)量流體的當?shù)丶铀俣扰c遷移加速度之和等于作用在它上面的質(zhì)量力與壓力之和。由于推導過程中對流體的密度沒有任何限制，它們對不可壓縮流體和可壓縮流體均適用。理想流體微分形式的運動方程流體運動的歐拉方程在流場的某點，單39流體平衡的歐拉方程流體平衡的歐拉方程40為了能從運動微分方程中直觀的判斷流動是有旋還是無旋為了能從運動微分方程中直觀的判斷流動是有旋還是無旋41第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件42第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件43第八章理想流體的有旋流動和無旋流動課件44第八章理想流體