第11章流体力学.ppt

§11.1理想流体§11.2静止流体内的压强§11.2静止流体内的压强x联立得§11.2.2静止流体内不同空间点压强的分布推论：与体积力垂直的曲面上各点压强相等.特例：液体在均匀重力场中平衡[例题1]地球被包围在大气中,若认为大气温度不随高度而变,则大气密度与压强p成正比,试求大气压随高度的变化.可认为重力加速度g为一恒量.取[例题2]水坝横截面如图所示，坝长1088m，水深5m,水的密为1.0103kg/m3.求水作用于坝身的水平推力.不计大气压.倾斜面元对应的高度差[例题3]阿基米德原理为：物体在流体中所受浮力等于该物体排开流体的重量.证明之.§11.2.3相对于非惯性系静止的流体[例题4]水桶绕铅直轴以角速度匀速转动。设水因黏性而完全随桶一起运动.求水的自由表面达到稳定时的形状.积分求解，得§11.3流体运动学的基本概念§11.3流体运动学的基本概念(2)欧拉法2.流线与流管流管——流线围成的细管.§11.3.3不可压缩流体的连续性方程§11.4伯努力方程§11.4伯努力方程化简得无黏性运动流体，内部任一点处各不同方位无穷小有向面元上的压强大小可沿用静止流体内一点压强的概念.而伯努力方程实质上是流体运动中的功能关系，即单位体积的机械能的增量等于压力差所作的功.[例题1]文特利流量计的原理。文特利管常用于测量液体的流量或流速。如图在变截面管的下方，装有U型管，内装水银。测量水平管道内的流速时，可将流量计串联于管道内，根据水银表面的高度差，即可求出流量或流速。[解]在管道中心轴线处取细流线，对流线上1、2两点，有[例题2]皮托(Pitot)管原理。皮托管常用来测量气体的流速。如图，开口1和1’与气体流动的方向平行，开口2则垂直于气体流动的方向。两开口分别通向U型管压强计的两端，根据液体的高度差便可求出气体的流速。[解]对于1、2两点说来[例题3]水库放水，水塔经管道向城市输水以及挂瓶为病人输液等，其共同特点是液体自大容器经小孔出流。由此得下面研究的理想模型：大容器下部有一小孔。小孔的线度与容器内液体自由表面至小孔处的高度h相比很小。液体视作理想流体。求在重力场中液体从小孔流出的速度。[解]选择小孔中心作为势能零点，并对从自由表面到小孔的流线运用伯努利方程。因可认为液体自由表面的流速为零。故§11.5流体的动量和角动量§11.5流体的动量和角动量和连续性方程水流对变管的作用力§11.5.2流体和角动量§11.6黏性流体的运动§11.6黏性流体的运动实验规律§11.6.2雷诺数§11.6.3层流和湍流§11.6.4泊肃叶公式§11.6.5不可压缩黏性流体定常
流动的功能关系流量§11.7固体在流体中受到的阻力§11.7固体在流体中受到的阻力W1油滴带电时，电场力、黏性阻力、浮力和重力平衡，有§11.7.2涡旋的产生·压差阻力§11.7.3兴波阻力§11.8机翼的升力§11.8机翼的升力2.升力表达式整个机翼受到升力