水力學(xué)課件液體運(yùn)動的流束理論考研

水力學(xué)課件液體運(yùn)動的流束理論考研流束理論基本概念流束運(yùn)動的基本方程流束運(yùn)動的定解條件流束運(yùn)動的定解問題流束理論的物理意義和工程應(yīng)用contents目錄流束理論基本概念01微小流束在流場中取任意一個微小的流體單元，這個微小的流體單元就是一個微小流束?？偭魇诹鲌鲋?，具有共同流線的所有流體單元的集合稱為總流束。流束流體力學(xué)中，流束是指具有共同流線的無限小流體單元的集合。流束可以是總流束、射流束、點(diǎn)源、點(diǎn)匯等。流束、微小流束和總流束流量和流束的積分形式流量流量是指單位時間內(nèi)通過某一截面的流體體積，用符號Q表示，單位為立方米/秒。流束的積分形式流束的積分形式是指將流場中的微小流束進(jìn)行積分，得到總流束的物理量，如總流量、總壓強(qiáng)等。流束的微分形式是指將總流束劃分為無數(shù)個微小流束，對每個微小流束進(jìn)行分析和描述，從而得到總流束的物理性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律。在流束的微分形式中，常用的概念有速度矢量、速度分量、方向角、速度梯度、應(yīng)力張量等。這些概念對于分析流體運(yùn)動的規(guī)律和解決實(shí)際問題具有重要的意義。流束的微分形式流束運(yùn)動的基本方程02總結(jié)詞連續(xù)性方程描述了流場中液體質(zhì)量守恒的原理。詳細(xì)描述連續(xù)性方程是流體力學(xué)的基本方程之一，它表達(dá)了流場中液體質(zhì)量守恒的原理。在流束運(yùn)動中，連續(xù)性方程表示流束的橫截面積與流速之間的關(guān)系，即流速大則橫截面積小，流速小則橫截面積大。連續(xù)性方程總結(jié)詞動量方程描述了流場中液體動量守恒的原理。詳細(xì)描述動量方程也是流體力學(xué)的基本方程之一，它表達(dá)了流場中液體動量守恒的原理。在流束運(yùn)動中，動量方程表示流束所受外力和流束內(nèi)部動量之間的關(guān)系，即外力作用會使流束內(nèi)部產(chǎn)生動量的變化。動量方程能量方程描述了流場中液體能量守恒的原理?？偨Y(jié)詞能量方程是流體力學(xué)的重要方程之一，它表達(dá)了流場中液體能量守恒的原理。在流束運(yùn)動中，能量方程表示流束所受外力、內(nèi)摩擦力和能量損失之間的關(guān)系，即外力作用和內(nèi)摩擦力會使流束能量發(fā)生變化。詳細(xì)描述能量方程流束運(yùn)動的定解條件03描述流場在開始時刻的流速分布。初始流速分布描述流場在開始時刻的壓力分布。初始壓力分布描述流場在開始時刻的密度分布。初始密度分布初始條件入口邊界條件給出流場入口處的流速、壓力和密度等參數(shù)。固體邊界條件描述流場中與固體邊界的相互作用，如無滑移條件、壓力條件等。出口邊界條件給出流場出口處的流速、壓力和密度等參數(shù)。邊界條件描述流場在初始時刻與邊界的相互作用。給出初始時刻的流速、壓力和密度等參數(shù)在邊界上的分布。初始邊界條件初始流動狀態(tài)初始時刻的邊界條件流束運(yùn)動的定解問題04緩變流場流速變化平緩，流體微團(tuán)運(yùn)動軌跡連續(xù)，無間斷點(diǎn)。要點(diǎn)一要點(diǎn)二緩變流場中的定解問題包括恒定流和非恒定流、一維流和多維流、均勻流和非均勻流等。緩變流場中的定解問題0102急變流場中的定解問題急變流場中的定解問題包括：水擊、波動、漩渦等。急變流場：流速變化劇烈，流體微團(tuán)運(yùn)動軌跡不連續(xù)，存在間斷點(diǎn)。自由表面流場中的定解問題自由表面流場：流體表面與大氣接觸，形成自由表面。自由表面流場中的定解問題包括：明渠流動、河流水面波動等。流束理論的物理意義和工程應(yīng)用05流束是指連續(xù)介質(zhì)的一部分，具有確定的邊界，并且具有一致的物理屬性。流束理論是研究流束運(yùn)動規(guī)律的理論。流束流束運(yùn)動是指流束在空間中的運(yùn)動狀態(tài)和變化規(guī)律。流束運(yùn)動的物理描述包括流速、流量、壓力、密度等物理量隨時間和空間的變化。流束運(yùn)動的物理描述流束理論基于連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，即認(rèn)為流束中的物質(zhì)是連續(xù)分布的，而不是離散的。這一假設(shè)簡化了流體運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型，使得流體力學(xué)的研究更加方便。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)流束理論的物理意義水利工程01流束理論在水力學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，如水壩設(shè)計、河流治理、水力發(fā)電等。通過流束理論，可以研究水流在各種工程結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動規(guī)律和作用機(jī)理。航空航天02航空航天領(lǐng)域中，流束理論用于研究飛行器在空氣中的運(yùn)動規(guī)律和氣動性能。通過流束理論，可以分析飛行器的升力、阻力、穩(wěn)定性等關(guān)鍵參數(shù)。化工和石油工程03在化工和石油工程中，流束理論用于研究流體在管道和設(shè)備中的流動特性和傳熱性能。通過流束理論，可以提高生產(chǎn)過程的效率、優(yōu)化設(shè)備設(shè)計、降低能耗等。流束理論的工程應(yīng)用多相流研究多相流是指流體中含有多種物質(zhì)的流動，如氣體和液體的混合流動、懸浮顆粒的流動等。多相流研究是當(dāng)前流束理論的熱點(diǎn)之一，對于工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境治理等領(lǐng)域具有重要意義。非牛頓流體研究非牛頓流體是指其流動特性與牛頓流體不同的流體，如粘彈性流體、塑性流體等。非牛頓流體研究是當(dāng)前流束理論的另一個熱點(diǎn)，對于石油工程、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義。數(shù)值模擬方法的發(fā)展隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)