1-第一讲流体力学概论

高等流体力学教学内容：1、流体力学基础2、计算流体力学概论3、CFD商业软件应用简介讲授：韩占忠、王国玉、祁明旭参考教材：1．韩占忠王国玉.工程流体力学基础[M].北京：北京理工大学出版社.20122.约翰D.安德森，计算流体力学基础及其应用.机械工业出版社，2007其它参考资料：1.周光炯等.流体力学[M].北京：高等教育出版社.20002．李忠华等.流体力学[M].沈阳：东北大学出版社.20043．张兆顺等.流体力学[M].北京：清华大学出版社.19994.陶文铨.计算传热学近代进展[M].北京：科学出版社，20025.韩占忠编.Fluent流体工程仿真计算实例与分析.北京理工大学出版社.2009第一讲流体力学概论从一个问题谈起结构如图。一个U型管，两臂间距为R，内部的液柱长为L。U型管以其一个臂的中心线为轴，以角速度匀角速度旋转。突然停止转动，问U型管内液体的运动规律。（设液体为理想流体）解：一、求出在停止转动的瞬间，U型管两臂的液柱差2H这是一个相对静止问题，求解的基础是静止状态的Euler方程整理得到)(ZdzYdyXdxdp对于本问题，应用极坐标，设x与r方向相同，则质量力如下：gZYrX,0,2带入后，得到)(2gdzrdrdp积分得到Czgrgp222液面处压强相等，得到液面方程为grz222将0r和Rr分别带入，得到两臂液面差为gRH2222x静止时液面液柱长LRZzpYypXxp二、停止转动后U型管内液柱的运动1、由Euler运动方程zwwywvxwutwzpZzvwyvvxvutvypYzuwyuvxuutuxpX积分，得到非定常的伯努利方程。三个方程分别乘dzdydx,,后相加，得到dyzvvdyzvvdyywvdzzuudzzuudzxwudyywwdyywwdyzvwdyyuudyyuudyxvudxxwwdxxwwdxzuwdxxvvdxxvvdxyuvdyywwdxxwwdyywwdxxwwdzzwwdzzvvdxxvvdzzvvdxxvvdyyvvdzzuudyyuudzzuudyyuudxxuudztwdytvdxtudpZdzYdyXdx1得到wvudzdydxdVldtVdpldFzyx212讨论：1）可积分的条件2）不定常无旋流动的积分方程212dVldtVdpldFgZYXkZjYiXF00积分得到CzgpgVldtVg2123）无旋定常流动的积分方程2、利用非定常无旋流动的伯努利方程对本问题进行讨论。三、若干结论