下载文档原格式
第五章不可压缩流体的二维流动引言：在前面几章主要讨论了理想流体和黏性流体一维流动，为解决工程实际中存在的一维流动问题打下了良好的基础。
本章讨论理想不可压流体的二维有势流动以及二维黏性流体绕物体流动的基本概念。
第一节有旋流动和无旋流动刚体的运动可分解为移动和转动两种运动形式，流体具有移动和转动两种运动形式。
另外，由于流体具有流动性，它还具有与刚体不同的另外一种运动形式，即变形运动(deformationmotion)。
本节只介绍流体旋转运动即有旋流动(rotation—alflow)和无旋流动(irrotational flow)。
一、有旋流动和无旋流动的定义流体的流动是有旋还是无旋，是由流体微团本身是否旋转来决定的。
流体在流动中，如果流场中有若干处流体微团具有绕通过其自身轴线的旋转运动，则称为有旋流动，如果在整个流场中各处的流体微团均不绕自身轴线的旋转运动，则称为无旋流动。
强调“判断流体流动是有旋流动还是无旋流动，仅仅由流体微团本身是否绕自身轴线的旋转运动来决定，而与流体微团的运动轨迹无关。
”举例虽然流体微团运动轨迹是圆形，但由于微团本身不旋转，故它是无旋流动；在图5—1(b)中，虽然流体微团运动轨迹是直线，但微团绕自身轴线旋转，故它是有旋流动。
在日常生活中也有类似的例子，例如儿童玩的活动转椅，当转轮绕水平轴旋转时，每个儿童坐的椅子都绕水平轴作圆周运动，但是每个儿童始终是头向上，脸朝着一个方向，即儿童对地来说没有旋转。
二、旋转角速度(rotationalangularvelocity)为了简化讨论，先分析流体微团的平面运动。
如图5—2所示有一矩形流体微团ABCD在XOY平面内，经丛时间后沿一条流线运动到另一位置，微团变形成A，B，C，D。
流体微团在Z周的旋转角速度定义为流体微团在XOY平面上的旋转角速度的平均值速度环量是一个标量，但具有正负号。
速度环量的正负号与速度方向和积分时所取的绕行方向有关。
涡旋理论发展及其在混凝过程中的应用摘要：环境水力学是由环境科学与水力学互相渗透，互相融合而发展起来的一门新兴学科。
近二十年来，随着社会的需要，环境水力学科发展的很快。
本文首先介绍了环境水力学研究的现状、发展趋势和面临的问题，然后就环境水力学中的涡旋现象，根据水力旋流理论及絮凝动力学的微涡旋理论，对混凝机理的进行了初步的研究，同时对涡旋在混凝过程中的应用做了一个全面的综述，以期对高效混凝过程有一个更清晰的认识。
关键字：涡旋理论混凝紊流模型1 绪论环境水力学，是形成和建立不久的一门新的学科分支。
它研究的对象既有水力学的问题，也包括环境问题。
水力学作为水利科学的一个分支，已有悠久的历史；而环境科学是近二三十年才发展起来的一门新兴科学，环境水力学正是在古老的水力学崭新的环境科学的结合点上生长起来的一门交叉学科。
正是由于这样的交叉，使得环境水力学的理论中既继承了许多传统的内容，也不断地在发展着自己持有的理论基础，涉及到的内容有水力学或流体力学的基本理论，及环境科学的一般理论；还有属于本学科自身发展起来、不断充实的一些理论，如污染物在天然水体中的稀释扩散规律、天然净化机理，各种水体(海洋、河流、湖泊)中，各种排放条件下污染物的迁移、运动规律，同时也研究环境工程中的水力学问题，如沉淀池中水力学特性对沉淀效率的影响、过滤装置中水流的特性及对处理效率的影响等等[1，2]。
下面，将分别介绍环境水力学在环境方面的研究、应用情况。
1.1 环境水力学研究的现状[3]20世纪70年代以来，随着水环境问题研究的深入和相关学科及应用技术的发展，环境水力学无论在深度和广度上都取得了很大的进展。
远区紊动扩散与离散的研究从对规则边界中的恒定流动向复杂流动和非恒定流动发展，如天然河流、山区河流、分汉河段[4]、交汇河段[5]、潮汐河段[6]、尾流[7]、分层流[8]等。
与污染近区有关的射流理论由规则边界中静止环境内的平面与单孔射流向复杂流动中的复杂射流发展，如横流、分层流、浅水域射流，潮汐流中的多孔射流、表面射流、旋动射流等。
游艇专业英语词汇(V)游艇专业英语词汇(V)游艇专业英语词汇(V)纵轴,垂直轴vertical axis钳台vice bench立式锅炉vertical boiler阀箱valve chest (or box)真空作用离合器vacuum operated clutch通风旋塞ventilating cock垂向棱块系数vertical prismatic coefficient可变电容器variable condenser容积收缩volume contraction振动阻尼器vibration damper阀动图valve diagram排水容积volume of displacement容积效率volumetric efficiency通风机ventilating engine立式机vertical engine车辆渡船vehicle ferry阀动装置valve gear液压传动器vulcan gear (or hy- draulic transmission)真空计vacuum gauge速度落差velocity head视线visual line真空线vacuum line竖龙骨vertical keel伏特计,电压表volt meter黏度计visco meter (or viscosimeter) 立式车床vertical lathevertical margin platev形活塞v-shape pistonv形接法open delta connection通风布置图ventilation plan涡卷泵volute pump真空泵vacuum pump阀杆valve rod (or spindle)航程修理voyage repair传声管voice pipe (or tube)胜利轮victory ship黏性阻力viscous resistance虚滑流virtual slip阀弹簧valve spring阀杆valve spindle笋形弹簧volute spring钒钢vanadium steel阀valve阀动圆valve circle叶片vane速度velocity薄木板单板(合板),合板veneer游标尺vernier竖轴,垂向轴[线] vertical axis船,舰,容器vessel黏度,黏性viscosity视线visual line容积效率volumetric efficiency阀程限制片valve guard阀箱室valve recess阀动行程valve travel气密vapour (or gas) tight通气阀vent valve立式引擎vertical engine垂直整补vertical replenishment (vertrep) 真空吸尘器vacuum cleaner阀规valve gauge斜桁支索vang气化,蒸发,挥发vaporization向量图vector diagram通气孔vent通风系统ventilation system文氏流量计,细腰流量计venturi meter 垂向重心vertical center of gravity 真空管vacuum tube阀箱,阀室valve box (or chest)控阀台valve control stand阀衬valve liner阀驱气valve scavenging变异分析(电算) variance analysisv槽块v-blockv形底v-bottomv形驱动vee drive振动计vibrometer[老]虎钳vice (or vise)胜利轮victory ship粮食船victualler视频video frequency黏度调节器viscosity controller能见度指示器visible indicator空舱void (or void space)电压调整voltage regulation涡卷室volute chamber涡漩滑泻vortex shedding真空管路vacuum line真空泵vacuum pump阀定位器valve positioner阀定位valve setting浸油亚麻布绝缘vanished cambric insulated 气vapour (or vapor)可变压载舱variable ballast tank[径向]变距螺桨variable pitch propeller可变速泵variable speed pump变动阀控制variable valve control凡立水,清漆varnish车辆运输船vehicle carrier速度级velocity stage通风式货柜ventilated container通风装置ventilating device通风筒缘围ventilator coaming顶点vertex立式联结(舵) vertical coupling虚质量惯性矩virtual mass moment of inertia黏度指数viscosity index (vi)极大型原油轮,巨型油轮vlcc (= very large crude oil carrier) 挥发油volatile oil硬橡胶vulcanite阀动装置valve gear阀轭valve yoke气锁vapor lock可变膨胀阀variable expansion valve可变节距,可变螺距variable pitch立式嵌接vertical scarf垂直工作范围vertical working range玄关,门厅vestibule涡流理论vortex theory航程修理voyage repair易损性vulnerability真空蒸发器vacuum evaporator真空过滤器vacuum filter阀壳valve casing阀囊valve pocket阀游戏杆valve rocker风车式螺桨vane propeller轮叶泵vane pump拉索卷盘vang reel稳度消失角vanishing point of stability挥发气,蒸气vapor气化式燃烧器vaporizing combustion chamber 车辆渡船vehicle ferry垂直抓紧范围vertical holding range虚滑流virtual slip可视听警报[器] visible and audible alarm电压voltage容积收缩volume contraction容积吨volume ton容积流量计volumetric flow meter真空管vacuum tube阀动图valve diagram可变速[率] variable speed三角皮带v-belt向量vectorv型引擎v-engine通风主道ventilation trunk垂向波弯矩vertical wave bending moment电压突跌voltage dip阀杆间隙valve lever clearance气袋vapor pocket无功时计var hour meter可变冲程泵variable stroke pump可变电压电焊机variable voltage welding machine向量处理器vector processor速度系数velocity coefficient[通]风[管]道ventilation duct (or trunk)通风筒,通风器ventilator通气管vent pipe垂轴螺桨,摆线螺桨vertical axis (or cycloidal, or vorth- schneider) propeller立式车床vertical lathe直立艏材vertical stem立杆vertical welding黏度指数vi (= viscosity index)钳台vice bench虚惯性力距virtual moment of inertia空孔率,空洞率void content真空破除器vacuum breaker真空[作用]离合器vacuum operated clutch 真空容器vacuum vessel钒钢vanadium steel汽化器,气化器,蒸发器vaporizer可变压载装置variable ballast system通风布置图ventilation plan振动vibration隔振橡胶vibration isolating rubber振动模式vibration mode视觉信号visual signal传声筒,传声管voice pipe (or tube)体积应变volumetric strain真空破除阀vacuum breaker valve阀体valve body阀箱,阀室valve chest (or box)阀杆valve rod (or spindle)阀座valve seat向量平均速度vector mean velocity速度水头,速度落差velocity head通风舌门ventilating flap阳台,游廊veranda (or verandah)vertical margin plate直立舵vertical rudder振动[试验]台vibrating table钳台vice stand可视警报visible alarm目视检查visual inspection容积膨胀volume expansion排水容积volume of displacement涡卷泵volute pump涡状空化vortex cavitation阀调节孔驱气valve controlled port scavenging 阀杆支架轴valve lever fulcrum shaft阀杆支轴valve lever support shaft阀升程valve lift阀推杆valve push rod阀弹簧valve spring阀动定时valve timing漆葛绝缘电缆varnished cambric insulated cable 舰载水雷艇,哨艇vedette boat速度势velocity potential通风机ventilating engine直立梯vertical ladder氯乙烯发泡材vinyl chloride foam虚质量virtual mass虚节距比virtual pitch ratio黏性压差阻力viscous pressure resistance目视检验visible examination挥发性物质volatile matter液压传动器vulcan gear (or hydraulic transmission) 加硫橡胶绝缘电缆vulcanized rubber insulated cable 真空干燥器vacuum drier阀位valve position阀杆导路valve rod guide阀杆valve spindle阀用钢valve steel复速涡轮机velocity compound turbine通风旋塞ventilating cock通风扇ventilating fan通风筒帆布罩ventilator cover立式锅炉vertical boiler竖龙骨,直立龙骨vertical keel特高频very high frequency (vhf)裕干舷船vessel with freeboard减振机vibration reducer振动图示计vibrograph能见度,视界visibility涡卷弹簧volute spiral springv形活塞v-shape piston硫化器vulcanizer德国工程师协会vdi (= verein deutscher ingenieure, germany)阀升程调整装置valve lift adjusting gear遥控紧急阀门关断装置valve remote emergency shut-off device阀胶着valve sticking阀冲程valve stroke轮叶试验vane test可变电容器variable condenser变更喷油时间装置,可变喷射定时variable injection timing (vit)[径向]变距螺桨propeller) varying pitch propeller (or non-uniform pitch凡士林vaselinev形翼板vee-shaped foils蔬菜库vegetable chamber百也门venetian door通风,换气ventilation垂向天线vertical antenna垂[向]振[动] vertical vibration垂向复板vertical web极大型原油轮,巨型油轮very large crude oil carrier (vlcc) 振动阻尼器vibration damper维氏硬度vicker hardness黏度计viscometer (or viscosimeter)黏度压力系数viscosity-pressure coefficient挥发度,挥发性volatility旋涡度vorticity真空风扇vacuum fan真空计vacuum gauge真空柜vacuum tank阀面valve face叶片扩散器vane diffuser速度图velocity diagram乙烯基vinyl视螺距,虚节距virtual (or apparent) pitch发烟气笛visible air whistle电压表,伏特计voltmeter涡流柱(螺桨) vortex cylinderv型引擎v-type engine德国电机技士协会vde (= verband deutscher elektrotechniker, germany)瑞士机械工程师协会vsm (= verein schweizerischer maschinenindustrieller, switzerland)真空增进器vacuum augmentor真空试验vacuum test阀导valve guide缸顶阀驱气valve-in-head scavenging阀杠杆valve lever阀盘valve plate阀座修整器valve reseater叶轮vane wheel气化室,蒸发室vaporizing chamber变动负荷variable load可变比率调整器variable ratio regulator可变冲程喷射泵variable stroke injection pump文氏管,细腰管venturi tube垂向棱块系数vertical prismatic coefficient限制吃水船vessel with restricted draught乙烯树脂涂料vinyl resin paint涡形弹簧volute spring硫化vulcanization振模曲线vibration mode curve可变喷射定时vit (= variable injection timing)电压降voltage drop减压装置voltage reducing device涡[流]面vortex sheet立焊vertical welding虚偏心距virtual eccentricity黏弹性材料viscoelastic material黏性阻力viscous resistance视觉通信visual communication垂直翼螺桨voith-schneider propeller容积系数volumetric coefficient漩涡,涡流,涡动vortex德国矿冶协会vdeh (= verein deutscher eisenhuttenleute, germany)游艇专业英语词汇(V) 相关内容:。
流体涡旋漫谈————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：流体涡旋漫谈王振东涡旋（vortex）是流体团的旋转运动（见参考文献［1］的495页）。
近代力学的奠基人之一、德国力学家普朗特（L.Prandtl）的学生、空气动力学家屈西曼（D.Küch emann）曾经说过：“涡旋是流体运动的肌腱。
”这句话是流体力学中的至理名言，深刻概括了涡旋在流体运动中的作用。
普朗特的另一位学生、北京航空航天大学陆士嘉教授曾更进一步地指明“流体的本质就是涡，因为流体经不住搓，一搓就搓出了涡。
”这句话既道出了流体与固体的本质区别，又点明了流体运动中出现涡旋的原因。
这里的“搓”，是指作用在流体上的剪切力。
只要有物体（如飞行器、船舰、汽车、火车等）在流体中运动，紧贴在物面上的流体由于黏附在物面上，会被物体带着一起运动，而远处的流体却在静止中，这就产生了对流体发生“搓”的剪切力。
涡旋产生的原因很多，也十分复杂。
近代流体力学己经证明，只要在流体中有“涡量源”，就会产生涡量。
己证明如有下面几种情况，都会有“涡量源”出现：（1）流体团所受到的力，可以分为体积力（如引力、惯性力、电磁力、柯氏力等）和表面力，表面力又可分解为垂直于流体团表面的法向力（即压力），和与表面相切的切向力（即剪切力）。
如果体积力不能表示为一个势函数的梯度，就是一个“涡量源”。
（2）黏性流体加上固体边界，会有“搓”流体的剪切力，也是一个“涡量源”。
（3）如果流体的状态方程中有两个以上独立的热力学变量（在流体力学中称作是斜压流动），又是一个“涡量源”。
因为上述几种“涡量源”普遍存在于流体运动中，所以涡旋运动就成为流体运动中极普遍的运动形态。
我们可以从下面一些例子来了解存在于大自然中形形色色的流体涡旋。
涡旋星系宇宙空间的涡旋星系，是大自然中尺度最大的涡旋，其尺度是“光年”。
