工程流体力学第三章VIP免费

第第33章流体静力学章流体静力学所谓静止流体是指无相对运动的流体，即无流动的流体，是流体所谓静止流体是指无相对运动的流体，即无流动的流体，是流体的特殊情况。静止流体是相对于运动流体而言的。的特殊情况。静止流体是相对于运动流体而言的。流体静力学的任务就是研究静止流体的力学性质，分析其各个物流体静力学的任务就是研究静止流体的力学性质，分析其各个物理量之间的相互关系。理量之间的相互关系。主要解决两个问题：①为后面的流体动力学奠定受力分析基础；主要解决两个问题：①为后面的流体动力学奠定受力分析基础；②②流体静力学分析的方法和某些结果可直接应用于科学和工程流体静力学分析的方法和某些结果可直接应用于科学和工程实际。实际。§3-1§3-1作用在流体上的力作用在流体上的力一一..质量力质量力考察流体团块的受力状况。如图所示的流体考察流体团块的受力状况。如图所示的流体团，体积为团，体积为VV，表面积为，表面积为AA。。这个流体团所受外力可分为两类：质量力和表这个流体团所受外力可分为两类：质量力和表面力。面力。质量力又称体积力，是作用在流体上的非接触力，或称为远程力（意为远距离作用质量力又称体积力，是作用在流体上的非接触力，或称为远程力（意为远距离作用力），如地球引力和运动惯性力等。力），如地球引力和运动惯性力等。质量力与流体的质量有关。如图所示，若微元体△质量力与流体的质量有关。如图所示，若微元体△vv的密度为的密度为PP，所受到的，所受到的质量力为△质量力为△FF，则单位质量流体所受的质量力，则单位质量流体所受的质量力ff可定义为：可定义为：一般来说，流体的质量力是变化的，因此单位质量力是时间和空间的函数，一般来说，流体的质量力是变化的，因此单位质量力是时间和空间的函数，可表示为：可表示为：二二··表面力表面力（实际上是作用在流体表面上的力）（实际上是作用在流体表面上的力）表面力是由相邻流体质点或其他物体直接作用于流体微团表面的力，用△表面力是由相邻流体质点或其他物体直接作用于流体微团表面的力，用△PP表示作用在法线为表示作用在法线为nn的微元面积△的微元面积△AA上的表面力，则单位面积受到上的表面力，则单位面积受到的表面力的表面力PPnn可定义为可定义为用分量式可表示为用分量式可表示为作用在体积为作用在体积为vv的流体团上的总质量力的流体团上的总质量力FFmm就可以表示为就可以表示为ppnn同样是时间和空间的函数，即同样是时间和空间的函数，即由于是单位面积上的力，所以由于是单位面积上的力，所以ppnn通常称为微元面上的应力。通常称为微元面上的应力。如果如果ppnn不垂直表面，则可将其分解为分别与表面垂直和平行的两个分不垂直表面，则可将其分解为分别与表面垂直和平行的两个分量，垂直分量称为正应力，平行分量称为切应力。量，垂直分量称为正应力，平行分量称为切应力。三三..静止流场中的应力性质静止流场中的应力性质对于静止流场表面力就是正应力或法向应力，即对于静止流场表面力就是正应力或法向应力，即可以证明：静止流体中的法向应力值是各向同性的，即可以证明：静止流体中的法向应力值是各向同性的，即pp通常称为流体静压力，或简称压力，它总是取正值。通常称为流体静压力，或简称压力，它总是取正值。于是，作用在体积为于是，作用在体积为vv、表面积为、表面积为AA的静止流体团上的总表面的静止流体团上的总表面力力FFAA为：为：压力压力pp的单位是的单位是N·mN·m一“或一“或PaPa（帕斯卡）。（帕斯卡）。§§3.23.2流体静力学方程及基本特性流体静力学方程及基本特性一一..流体静力学方程流体静力学方程物体处于静止的必要条件是：作用在物体上的外力和外力矩的物体处于静止的必要条件是：作用在物体上的外力和外力矩的总和分别为零。即总和分别为零。即根据式（根据式（3-43-4）和式（）和式（3-9)3-9)，对于流体团块，作用在上面的总，对于流体团块，作用在上面的总力为力为∴∴由奥一高定理由奥一高定理•代入式（代入式（3-123-12）即：）即：上式为流体静力学的基本...