流体力学复习

《工程流体力学》复习提纲一、考试事项：1）选择题，30分2）简答题，20分3）计算题，50分闭卷考120分钟，带计算器。二、各章重点内容：掌握各章后面的思考题第一章：绪论动力粘度μ：国际单位：Pa•S运动粘度：国际单位：米2／秒粘度与温度的关系；连续介质假设；作用在流体上的力：一、质量力重力、惯性力二、表面力法向：p（压力）切向：τ（剪切力）第二章、流体静力学1．流体静压力及其特性单位：国际单位：帕(Pa)，N/m2工程单位：公斤力/厘米2（kgf/cm2）1at(工程大气压)=1kgf/cm2=9.8×104Pa=10m水柱1atm（标准大气压）＝1.01×105Pa方向特性、大小特性几种压力的表示绝对压力p绝、相对压力、真空压力（真空度）2．流体平衡微分方程式欧拉（Euler）平衡方程式等压面：dp＝0等压面性质：（1）等压面就是等势面。（2）作用在静止流体中任一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面。几种质量力作用下的流体平衡等加速直线运动、等角速旋转容器0sax+gz22s02ωrgz压力分布p=p0+gh,等压面曲线6．流体作用在平面上的总压力总压力＝形心处压强×平面面积形心位置yc、压力中心位置yD和惯性距Jc的计算及表达式：记住正方形和长方形的表达式7.静止流体作用在曲面上的总压力水平分力：平面受力垂直分力：压力体概念虚压力体和实压力体的计算：压力与浮力第三章、流体运动学1．描述流体运动的两种方法拉格朗日法（跟踪法）欧拉法全加速度＝当地加速度＋迁移加速度)(ZdzYdyXdxdpzuuyuuxuutuaiiiiixzxyxxxxAyJyycccDccPghApA欧拉法加速度的求解，拉格朗日法和欧拉法间互换2．流体运动的基本概念迹线和流线及相互计算流线方程迹线方程：3．连续性方程4.流体微团运动分析流体运动：平移运动旋转运动变形运动（包括线变形和角变形）线变形率有旋流动和无旋流动的判断依据第四章、流体动力学1．欧拉运动微分方程dtduxpXx1dtduypYy1dtduzpZz1zyxudzudyudx0zuyuxuzyxyuxuyyyxxxyuxuxyxy21角变形率：yuxuxyz21旋转角速度：dtudzudyudxzyx物理意义，适用条件2．理想流体伯努利方程及其应用公式适用条件：理想流体、稳定流动、只受重力、不可压流体、沿流线或微小流束。3.总流的Bernoulli方程：有效断面、缓变流、动能修正系数的概念层流时，紊流时，雷诺数总流的Bernoulli方程的应用水头线和水力坡降泵的轴功率与有效功率的计算7．稳定流动量方程及应用流体作用力用于弯管的力自由射流对挡板的压力cgupz222122222211112gV2gVwhpzpz1.1~05.1zzzyyyxxxFVVQFVVQFVVQ)()()(121212)cos(cos21VVQRApApxsinsin2QVApRyxyyxRRRRRarctan;2221,Re第五章、相似原理和量纲分析雷诺数、弗劳德数、欧拉数：物理意义和应用场合雷诺数、弗劳德数在相似准则中的应用第六章、粘性流体动力学基础1．流动阻力产生的原因及分类2．流体的两种流动状态流动状态层流、紊流、过渡状态3．平板间和圆管内层流流动(重点圆管内)Navier－Stokes方程式---粘性不可压缩流体运动微分方程式适用条件：不可压缩流体方程中各项的物理意义。管内层流：最大流速、流量、平均流速、切应力水头损失4．圆管紊流流动紊流理论：时均法drdurdrdrLp1Re64VgVDLDDlVphf22323222dtudugradpf21附加切应力——雷诺应力，产生的原因紊流中总的摩擦应力τ混合长度假说层流边层水力光滑水力粗糙速度分布（1）光滑壁面附近完全发展湍流速度场近壁层流底层区、过渡区、紊流核心区（2）.粗糙壁面附近完全发展紊流速度分布圆管紊流速度分布近似指数表达式5．紊流沿程水头损失的分析及计算λ~Re关系曲线，莫迪图层流区、λ值与相对粗糙度无关紊流过渡区：λ变化规律不明显水力光滑区：λ与相对粗糙度无关，即λ与Re0.25成反比混合摩擦区：λ与Re和Δ/d都有关水力粗糙区：λ与Re无关，而只和Δ/d有关6．局部水头损失分析及计算突然扩大管水头损失的理论分析（1）突然扩大22211112(1)22jAvvhζAgg或22222221(1)22jAvvhζAgg（2）突缩管210.5(1)ζAAyxuudydu22dyudCluuxyxnryuu)/(max（3）管道锐缘进出口0.5ζ进口及1.0ζ出口8、边界层的定义、边界层特点，边界层厚度与Re数的关系边界层（附面层）的分离现象：附面层分离又称为流动分离，是指原来紧贴壁面流动的附面层，脱离壁面的现象，根本原因是粘性的存在，条件是逆压梯度的存在。第七章、压力管路的水力计算1、压力管路、长管、短管管路的特性曲线：水头损失与流量的关系曲线串、并联管路的特点2、水击现象及水击压力的计算直接水击、间接水击的计算3．孔口与管嘴出流孔口：管嘴：l＝（3～4）d流量系数、流速系数管嘴流量系数为什么大于孔口流量系数？gHAgHAQ22＝81.011c00011EEeDcEEeDEcgHAgHAQ22＝62.0