流体力学复习提纲第二版讲解

1流体力学复习提纲第一章 流体的物理性质１.主要概念(1) 表面力和质量力(2) 动力粘性系数μ 和运动粘性系数ν : v运动粘性系数是衡量流体动量扩散的参量，其中包含了流体本身粘性大小μ 和密度ρ的综合影响 。在 PPT 第五章中有比较详细的阐述。(3) 粘性流体和理想流体(4) 牛顿流体和非牛顿流体:它们都属于粘性流体kdydVnx )(当 n =1,k = 0, μ ≠0 时,是牛顿流体。所以对于牛顿流体，τ满足下式：)(dydVx(1-1) 当 n≠1,k≠ 0, μ ≠0 时,是非牛顿流体 ,非牛顿流体可以分成各种类型。２.关键问题 : (1)表面力单位面积的流体所受的表面力主要可概括为法向应力p 和切向应力τ ，法向应力一般为压强（但要注意：在高等流体力学中法向应力还包括其他内容），切向应力也可称为剪切应力或粘性应力。A. 流体静止时 ,切向应力 τ＝0,只考虑压强（法向应力）的作用; 2B. 流体运动时，法向应力p 和切向应力τ 一般都需考虑C. 需注意应力的单位是N/m2, 即单位面积所受的力，所以面积A 上的切向和法向所受的力由下式计算：AFAFp法切(2)固体和液体剪切应力的区别首先弄清楚什么是应力？应力是物体内部所受的力（单位面积）。下面以牛顿流体和固体比较剪切应力的差异。固体剪切应力：由虎克定律描述，切应力与角变形大小成正比G 是剪切模量 , 不同材料 G 大约是 (1010)Pa 流体剪切应力：由牛顿粘性定律描述，切应力与角变形速率成正比μ (Pa·S)是动力粘性系数, 其数量级 10-3(水), 10-6 (空气 ) 正因如此， 流体只要有剪切应力的作用，就会发生连续运动和变形，一旦流体静止下来，流体中就不存在剪切应力，而且所受的剪切应力不论多么小，只要有足够的时间，就会产生任意大的变形。 “流体经不起搓，一搓就会起旋涡” ―陆士嘉(3)理想流体与粘性流体任何实际流体都有粘性，理想流体只是一种近似。根据牛顿粘性定律，即上面(1-1)式，当粘性系数 μ较小时，或者速度梯度不太大（比如说均匀流动）的情况下，可以把流体当作理想流体来处理。比如速度均匀的流动等。在理想流体模型中，流体微团不受剪切应力（粘GdtddydV x3性应力）的作用。再比如边界层问题， 在边界层内， 由于存在很大的速度梯度，必须考虑粘性应力的作用，即考虑粘性的影响；在边界层外，速度梯度一般较小，可视为理想流体。理想流体近似会给计算分析带来很大的方便，可以直接应用伯努利方程，有用能量的损失(相当于摩擦损耗为热能...