流体的运动2
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第二章流体的运动复杂的心脏流动模式可以利用速度场中假象粒子的轨迹直观地表示出来。
此图使用时间分辨三维相差磁共振成像技术通过粒子轨迹直观地表示了流入左心室的血流本章是用这些一般规律去研究适用于液体和气体流动的较为特殊的规律。
液体和气体的各部分之间可以有相对运动,因而没有固定的形状。
物体各部分之间可以有相对运动的特性,称为流动性。
具有流动性的物体,称为流体。
从具有流动性来看,液体和气体都是流体。
流体的运动规律在水利、电力、煤气和石油的输送等工程部门都有广泛的应用。
在人体生命活动中,也起着十分重要的作用。
本章研究流体运动的方法,选用欧拉法,即通过确定流体质元每一时刻在空间各点的密度和速度来描述流体的运动。
实际流体是复杂的,具有可压缩性和粘滞性,研究流体的运动时,可分为理想流体和粘性流体。
一般流体的运动也是复杂的,根据流体的运动状态可分为层流(即稳定流动)、湍流和过渡流。
实际流体及其运动都是复杂的。
实际流体具有可压缩性和粘滞性;一般实际流体运动时,流速是空间点(位置)及时间的函数,即v = f ( x ,y, z, t )。
但在某些问题中可以突出起作用的主要因素,忽略掉作用不大的次要因素,而使问题简化。
因此,提出流体的理想模型——绝对不可压缩、完全没有粘滞性的流体,称为理想流体。
把在流体中,各点质元流速不随时间改变的流动称为稳定流动(或定常流动)。
为了形象地描述流体的运动情况,引入流线和流管;为了便于描述流体在管道中运动,定义了横截面上的体积流量和平均速度等物理概念。
经分析得出不可压缩的流体、稳定流动时的运动规律——连续性方程。
可压缩性:流体的体积(或密度)随压力的大小而变化的性质,称为流体的可压缩性。
压力增大时,流体的体积减小:压力减小时,流体的体积增大。
液体的可压缩性很小;气体流动时,可压缩性可以忽略。
粘滞性:流体分层流动时,速度不同的各流层之间存在着沿分界面的切向摩擦力(即内摩擦力),流体的这种性质称为流体的粘滞性。