第三章     流体运动学与动力学基础

本章内容：1、流体的运动基本方程（欧拉运动微分方程）

                   2、质量守恒定律（连续性方程）

                   3、能量守恒定律（伯努力方程）     重点

                   4、动量守恒定律（动量方程）        难点

                   5、基本理论在工程中的应用

 一、研究流体流动的方法

1、基本概念

（1）流体质点：流体质点是一个物理点，它是在作为连续介质的流体中取出的一个微小的体积。因为体积微小，它的几何尺寸可以略去不计，作为一个几何点看待。但它具有一定的物理量，如速度、加速度、压力、密度等等。

（2）空间点：空间点是一个几何点，表示空间位置。

（3）三元流动：凡是具有三个坐标自变量的流场。     

2、拉格朗日法

（1）定义：以运动着的流体质点为研究对象，跟踪观察质点的运动轨迹及运动参数（速度、压力等）随时间的变化关系。然后综合所有流体质点的运动情况，得到整个流体的运动规律。

（2）拉格朗日变数：以直角坐标系来说，在时刻T=TO，质点……

（3）适用范围：研究波浪运动、振动问题

（4）方程：质点的空间位置、拉格朗日变数、时间变数T

（5）速度、加速度计算公式

3、欧拉法

（1）定义：以充满流体的空间中各个固定的空间点为考察对象，研究流体质点经过这些固定的空间点时，运动参数随时间的变化规律，把足够多的空间点综合起来得出整个流体运动的规律。所以欧拉法是个流场法。

（2）欧拉变数

（3）计算公式

（4）加速度

结论：全加速度=当地加速度（时间）+迁移加速度（位移）

二、流体运动的基本概念

1、定常流与非定常流

（1）非定常流：通过空间点处流体质点运动参数的全部或部分要随时间T变化的流动

（2）定常流：

2、均匀流与不均匀流：在流体力学中，若流动参数（如流速）……

3、流线与迹线

（1）迹线：连续时间、空间位置、轨迹线

       特点：曲线、时间无关

（2）流线：流线是一瞬时在流场中绘出的曲线，在这条曲线上所有质点的速度矢量都和该曲线相切……

（3）流线方程

（4）流线特性：

    定常流动时，流线形状不随时间而变化，而且流体质点的迹线与流线重合。

    非……

    流线不能转折、不能相交