第三章流体静力学概论
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流体力学概论普朗特一、什么是流体力学?流体力学是研究流体运动的科学,涉及流体的力学特性和行为。
流体力学主要分为两个方面:流体静力学和流体动力学。
1.1 流体静力学流体静力学研究静止的流体,即不考虑流体的运动。
在流体静力学中,主要研究流体的压力、密度、体积等静态性质。
1.2 流体动力学流体动力学研究流体的运动行为,包括流体的速度、压力、密度等动态性质。
流体动力学可以进一步分为流体力学和流体力学。
1.2.1 流体力学流体力学研究稳定流动的流体,即流体的速度场和压力场在时间和空间上保持不变。
在流体力学中,主要研究流体的流速、流量、温度等参数。
1.2.2 流体力学流体力学研究非稳定流动的流体,即流体的速度场和压力场在时间和空间上发生变化。
在流体力学中,主要研究流体的湍流、涡旋、湍流能量等现象。
二、普朗特方程普朗特方程是流体力学中的基本方程之一,描述了流体的运动行为。
普朗特方程可以用来解决流体力学中的各种问题,如流体的速度场、压力场等。
普朗特方程的一般形式如下:∂ρ+∇⋅(ρv)=0∂t其中,ρ是流体的密度,v是流体的速度矢量,t是时间,∇是梯度算子。
该方程表示质量守恒定律,即单位时间内通过单位面积的流体质量保持不变。
三、流体的运动行为流体的运动行为可以通过流体的速度场和压力场来描述。
流体的速度场描述了流体在各个位置的速度大小和方向,而压力场描述了流体在各个位置的压力大小。
流体的运动行为受到多种因素的影响,包括流体的黏性、密度、温度等。
黏性是指流体的内部抵抗流动的能力,黏性越大,流体越难流动。
密度是指流体的质量与体积的比值,密度越大,流体越难被压缩。
温度是指流体的分子热运动的程度,温度越高,流体分子的热运动越剧烈。
流体的运动行为可以分为两种基本类型:层流和湍流。
层流是指流体在管道或其他限定空间中沿着规则的路径流动,流速分布均匀。
湍流是指流体在管道或其他限定空间中流动时出现的混乱、不规则的流动,流速分布不均匀。