孔口出流優(yōu)化計(jì)算3

工程流體力學(xué)三級(jí)項(xiàng)目——孔口出流優(yōu)化計(jì)算成員：吳瀟萌張明康張濤姚德磅楊帥

班級(jí)：14機(jī)自卓工

學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院

指導(dǎo)教師：2016年4月、八.▲前言TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 項(xiàng)目目的 3\o"CurrentDocument"二、 項(xiàng)目應(yīng)用軟件 3三、 孔口出流的計(jì)算方法3.1小孔自由出流計(jì)算方法 43.2物體做平拋運(yùn)動(dòng)的計(jì)算方法---5\o"CurrentDocument"四、 計(jì)算和分析 5\o"CurrentDocument"五、 軟件編程 5\o"CurrentDocument"六、 總結(jié) 7隨著學(xué)習(xí)的深入，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了管孔口出流的基本知識(shí)以及相應(yīng)的計(jì)算方法，但將工程流體力學(xué)課程中學(xué)到的基礎(chǔ)理論知識(shí)用于分析和解決工程實(shí)踐中出現(xiàn)的問題，并能在項(xiàng)目分析中深入理解如何將所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的能力是現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于高技能人才的要求。當(dāng)今時(shí)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的越來越完善，很好的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)于實(shí)際問題的解決將大大增加我們工作的效率。在此背景下，本課題我們將利用計(jì)算機(jī)對(duì)孔口出流進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。一、項(xiàng)目目的學(xué)識(shí)和掌握管孔口出流基本知識(shí)并按給定目標(biāo)優(yōu)化用計(jì)算機(jī)求解。二、項(xiàng)目應(yīng)用軟件MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。本課題將用此軟件進(jìn)行編程。

二、孔口出流的計(jì)算方法3.1小孔自由出流計(jì)算方法可將此問題看成是液體從容器內(nèi)經(jīng)薄壁小孔口恒定自由流出的問題。情況如下圖所示。根據(jù)流線的特性可知，小孔出流時(shí)所形成的流線不會(huì)是折線，只能是一條光滑曲線，故從孔口出流后形成一個(gè)流束直徑最小的收縮斷面C—C，取圖中的1—1和C—C斷面列伯努利方程，則式一H+￡i+^=&+^2+h式一pg 2g pg2g其中h= Cc為孔口出流局部流動(dòng)阻力系數(shù)。C2g由連續(xù)性方程式中，A1為容器的截面積，代入式一得+世H+卩芒?=+世pgc1C—C和1—1斷面的水流與大氣接觸，故p=卩（。因?yàn)槭切】卓冢魉俜植季鶆?，可取?叫。并且當(dāng)人》4c時(shí)，得蚣=卡尹?+字)=C如式中c=―^=0.96,稱為流速系數(shù)。3.2物體做平拋運(yùn)動(dòng)的計(jì)算公式設(shè)物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)距地面的高度為y,水平初速度為匕。物體下落時(shí)間為t，貝U y=1gt22物體落地時(shí)的水平位移為X=Vct四、 計(jì)算與分析由圖中給出數(shù)據(jù)得 Vc=C』2gH=0.96/29(4.5—y)并且 丫二1/22得水平位移x=Vt=C』2gHX =1.92/y(4.5—y)C 9且0<y<4.5,x>0由上式可知，該曲線是一個(gè)開口向下的拋物線，當(dāng)y取2.25時(shí),x取得最大值,此時(shí)x的值為4.32。五、 軟件編程S' -C:\Users\YX\Desktop\1.my=a：0.0001:4.5;x=2.*0.96.*Eqrt((4.5—y).*y);plot(y,x);§371ilOJJ繪制圖像如下圖繪制圖像如下圖六、 總結(jié)通過這次流體力學(xué)的三級(jí)項(xiàng)目，讓我們對(duì)孔口出流的計(jì)算方法有了更深一步的了解。同時(shí)也加深了我們對(duì)于知識(shí)的掌握與運(yùn)用，計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化計(jì)算也讓我們明白了計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大，想成為一個(gè)好的工程師不僅要熟練掌握本專業(yè)的知識(shí)和能力，還要觸類旁通，學(xué)會(huì)更多高效的技能和工具，來提升自己解決實(shí)際生活中問題的能力。在這次的三級(jí)項(xiàng)目中不僅檢驗(yàn)了我們所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我們的動(dòng)手實(shí)踐能力。三級(jí)項(xiàng)目是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程。運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，解決了其相關(guān)的實(shí)際問題，鍛煉了查閱資料的能力和自學(xué)能力，與此同時(shí)提高學(xué)習(xí)能力和運(yùn)用專業(yè)術(shù)語的表達(dá)能力。最后對(duì)團(tuán)隊(duì)的重要性有了更加深刻