流体质点的速度变化,即加速度。
在欧拉参考系下用 Du 表示流体质点的速度变化。
Dt
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物质导数
流体质点的物理量随时间的变化率。物质导数又称质点导数, 随体导数。
设场变量 ,则
D
Dt
表示某一流体质点的
随时间的变化
,即一个观察者随同流体一起运动,并且一直盯着某一特定流
体质点时所看到的 随时间的变化。
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参数方程
选用 s 作为参变量,
dx dy dz ds u vw
积分上式可得到流线参数方程,
x x(s) y y(s) z z(s)
消去 s 即可得到流线方程。
若已知流线经过点 (x0 , y0 , z0 ) ,则参数方程的初始条件可定为,
s 0 x x0 y y0 z z0
系数(μ,κ)的表达式。
对于单原子气体已有成熟理论,对多原子气体和液体理论尚不完整。
连续介质方法
把流体看作连续介质,而忽略分子的存在,假设场变量(速度、密 度、压强等)在连续介质的每一点都有唯一确定的值,连续介质遵 守质量、动量和能量守恒定律。从而推导出场变量的微分方程组。 流体力学采用连续介质的方法
y y(x0 , y0 , z0 ,t) z z(x0 , y0 , z0 ,t)
此时 x, y, z 不再是独立变量,而是 x0 , y0 , z0 ,t
的函数
(x, y, z,t) x(x0 , y0 , z0 ,t), y(x0 , y0 , z0 ,t), z(x0 , y0 , z0 ,t), t
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连续介质方法
1.1 连续介质假说
当流体分子的平均自由程远远小于流场的最小宏观尺度时, 可用统计平场的方法定义场变量如下: