Wondershare EdrawMind
Галерея диаграмм связей механика жидкости
- 3
механика жидкости
Это интеллектуальная карта о механике жидкости. Механика жидкости — это дисциплина, изучающая законы механического движения жидкостей и законы взаимодействия между жидкостями и жидкостями, а также между жидкостями и твердыми телами.
Отредактировано в 2024-01-15 22:03:45
- Рекомендовано вам
- Структура
механика жидкости
введение
определение
Дисциплина, изучающая законы механического движения жидкости и законы взаимодействия жидкостей и жидкостей, жидкостей и твердых тел.
Методы исследования
Наблюдение на месте
лабораторное моделирование
теоретический анализ
Численные расчеты
Модель непрерывной текучей среды
Характерный масштаб текущих частиц много больше характерной длины молекулярного движения.
Характерная длина обсуждаемой задачи много больше характерной длины частицы жидкости.
частицы жидкости
плотность
Число Кнудсена
Пока число Кнудсена намного меньше 1, сохраняется континуальная модель газов.
свойства жидкости
Липкость (вызванная переносом импульса)
Результаты эксперимента
Закон вязкости Ньютона
Знакомьтесь: Ньютоновская жидкость
Неудовлетворительно: неньютоновские жидкости
жидкость
Коэффициент вязкости уменьшается с повышением температуры.
газ
Коэффициент вязкости увеличивается с повышением температуры.
Жидкость, вообще не обладающая вязкостью, называется идеальной жидкостью.
Теплопроводность (за счет переноса энергии)
Диффузия (за счет массового транспорта)
Сжимаемость
Реальные жидкости сжимаемы.
сжимаемая жидкость
Жидкости и тихотекущие газы с небольшими перепадами давления можно рассматривать как несжимаемые жидкости.
Основы кинематики жидкости
Методы описания движения жидкости
Лагранжев метод
Для жидких частиц
a, b, c, t — лагранжевы переменные
Непосредственное нахождение частной производной — это скорость изменения
метод Эйлера
Для фиксированных точек в пространстве
x,y,z,t — переменные Эйлера.
случайная производная
постоянный поток
несжимаемый
однородный
Связь между переменными Лагранжа и Эйлера
Лагранжиан становится Эйлером
Решите a, b, c как однозначные функции от x, y, z, t
Эйлера в Лагранжиан
метод геометрического описания
след
Лагранжев метод
Траектория движения частиц жидкости
Каждая частица жидкости имеет след, а разные частицы жидкости имеют разные следы.
Следы всех частиц жидкости образуют семейство кривых
Пересечение двух поверхностных уравнений после ячейки выражения лагранжевой переменной t является следом.
оптимизировать
метод Эйлера
Вектором, описывающим поле скорости, является линия тока
В любой момент времени t кривая, представленная в поле потока. Направление касательной к любой точке кривой совпадает с направлением скорости потока в этой точке в этот момент.
Обтекаемое дифференциальное уравнение
Декартова система координат
цилиндрическая система координат
Сферическая система координат
уравнение непрерывности
Система и орган управления
система
Лагранжев метод
Границы системы движутся вместе с системой
На границе системы нет обмена качеством
Между системой и внешним миром может происходить обмен энергией и взаимодействие.
орган управления
метод Эйлера
На руле происходит обмен массы и энергии.
Поверхность управления неподвижна относительно системы координат.
На поверхности управления происходит взаимодействие управляющих веществ вне тела и управляющих веществ внутри тела.
Транспортная формула Рейнольдса
уравнение непрерывности
закон сохранения массы жидкостей
В поле течения нет источников и стоков массы.
Интегральная форма уравнения неразрывности
Дифференциальная форма уравнения неразрывности
Сосредоточьтесь на точках пространства поля потока
Сосредоточьтесь на частицах жидкости
В разных системах координат
Декартова система координат
цилиндрическая система координат
Сферическая система координат
Два специальных уравнения неразрывности
постоянный поток
несжимаемый
движение частиц жидкости
Теорема о разложении жидких мицелл по скорости
Деформация жидких мицелл
Относительная скорость линейного расширения
относительная скорость расширения объема
Угловая деформация
вращение мицелл жидкости
завихренность
Безвихревое движение и потенциал скорости
потенциал скорости
В этот момент должна существовать скалярная функция поля такая, что
простое сдвиговое движение
свободное вихревое движение
вынужденное вихревое движение
Найдите компоненты скорости из потенциала скорости.
Цилиндрические координаты
Сферические координаты
Свойства потенциала скорости
Одно и то же поле скорости может иметь разные потенциалы скорости.
Потенциал скорости аддитивен.
В поле безвихревого течения петля скорости вдоль любой кривой равна разности потенциалов скорости между начальной и конечной точками.
Линии тока ортогональны эквипотенциальным поверхностям.
В односвязной области линия тока не может быть замкнутой, а в многосвязной - может.
Уравнение неразрывности безвихревого движения
Потенциал скорости является гармонической функцией
Плоское движение и функции тока несжимаемых жидкостей
функция потока
Введение (в плоскости)
для несжимаемых жидкостей
Существует скалярная полевая функция
Представление поля скорости
Вывод
природа
Одно и то же поле скорости имеет разные функции потока, и единственная разница между ними — это константа, связанная с t.
Потоковые функции аддитивны
Расходящегося движения в плоскости нет. Расход по некоторой кривой равен разности значений функций тока в двух конечных точках кривой.
Функциональные линии изострима являются линиями тока.
Связь между функцией потока и завихренностью
Если жидкость безвихревая, функция потока удовлетворяет уравнению Лапласа и является гармонической функцией.
Движение несжимаемой жидкости, безвихревое движение и комплексный потенциал
Внедрение комплексного потенциала
Комплексный потенциал является характеристической функцией плоского бездивергентного потенциального потока.
Плоский расходящийся потенциальный поток
Найдите потенциал скорости и функцию тока.
Найдите скорость
Найдите контур скорости и расход.
Несколько простых комплексных потенциалов
равномерный поток
точка-источник точка-приемник
точечный вихрь
диполь
обтекать углы
Основы динамики идеальной жидкости
сила, действующая на жидкость
сила качества
Жидкости, массовая сила которых равна только гравитации, называются гравитационными жидкостями.
поверхностная сила
нормальный стресс
Напряжение сдвига
уравнение движения идеальной жидкости
Интегральная форма уравнения количества движения идеальной жидкости
Уравнение количества движения идеальной жидкости в дифференциальной форме
Уравнение Эйлера
Ее можно разделить на прямоугольную систему координат, цилиндрическую систему координат и сферическую систему координат.
Уравнение Эйлера во вращающейся системе отсчета
уравнение энергии идеальной жидкости
Интегральная форма уравнения энергии идеальной жидкости
Уравнение энергии дифференциальной формы идеальной жидкости
уравнение кинетической энергии идеальной жидкости
уравнение внутренней энергии
Если давление жидкости распределено равномерно, механическая энергия единицы массы жидкости остается неизменной.
Полнота уравнения и определенные условия решения
Полнота уравнения
Из уравнения неразрывности и уравнения Эйлера имеется четыре независимых уравнения, но имеется 5 неизвестных функций.
несжимаемая однородная жидкость
Жидкость с положительным давлением
бароклинная жидкость
Полный адиабатический процесс газового потока
Поглощение тепла в процессе полного течения газа происходит только за счет теплопроводности.
Определенные условия решения
Первоначальные условия
Граничные условия
Граничные условия на бесконечности
Кинематические граничные условия на границе раздела
Динамические граничные условия на интерфейсе
Одномерное движение несжимаемой идеальной жидкости
Интегральная форма уравнения Эйлера
Интеграл Бернулли
Уравнение Ламберта
Если поток устойчивый
Интеграл Лагранжа
Идеальная жидкость с положительным давлением совершает безвихревое движение.
В частности, для несжимаемой идеальной гравитационной жидкости, совершающей установившееся безвихревое движение
Обтекание цилиндра
Обтекание круглого цилиндра
Комплексный потенциал, поле скоростей и линии тока
Распределение тока и суперпозиция дипольного потока
Заблуждение Даламбера
Цилиндр движется в неподвижной жидкости без какого-либо сопротивления со стороны жидкости.
Круговое обтекание цилиндра
Основы вихревого движения жидкости
Концепция вихревого движения
Описание вихревого движения
Декартова система координат
цилиндрическая система координат
Сферическая система координат
вихревая линия
Поверхность вихря и вихревая трубка
Вихревой поток
петля скорости
Связь между вихревым потоком и скоростной циркуляцией
Кинематические свойства вихря
Первая теорема Гельмгольца
Вихревой поток остается постоянным вдоль вихревой трубы.
Производная случайного тела в цикле скорости
Динамические свойства вихря
Сохранение вихря
Теорема Кельвина (теорема сохранения потенциала скорости)
Теорема Лагранжа (теорема существования потенциала скорости)
Вторая и третья теоремы Гельмгольца.
Создание, развитие и гибель вихрей
Генерация и диффузия вихрей в вязких жидкостях.
Генерация вихрей в бароклинных жидкостях.
бароклинная жидкость
Теорема Пикнеса
Поле завихренности определяет поле скорости
Поле безвихревой скорости с рассеянным полем
Бездисперсионное поле скорости спина
Решите уравнение Пуассона
Существуют рассеянные и вращающиеся поля скорости.
Поле скорости, индуцированное линейным вихрем (вихревой проволокой) (формула Биошафара)
Комбинированный вихрь Рэнкина
Распределение скорости и давления за пределами ядра вихря
Распределение скорости и давления внутри ядра вихря