【小白的CFD之旅】06 流體力學(xué)基礎(chǔ)

2017-01-18  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

從黃師姐那里了解到要學(xué)習(xí)CFD的話,需要先補充流體力學(xué)、數(shù)學(xué)以及計算機方面的常識,小白就一陣頭大。想起當(dāng)初自己已經(jīng)把牛皮吹出去了,現(xiàn)在都不知道怎么收場,一個月入不了門多丟人。不過頭大歸頭大,小白還是老老實實在圖書館呆了一個星期,基本上將流體力學(xué)基礎(chǔ)過了一遍,雖然說學(xué)得很粗糙,但一些基本原理還是有了了解。。

流體力學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容:

1.流體屬性

  • 連續(xù)介質(zhì)假定:需要了解"宏觀上無窮小、微觀上無窮小"的概念以及knudsen數(shù)的定義方式。

\[K_n=\frac{\lambda}{L}\]
其中,\(\lambda\)為分子自由程,\(L\)為系統(tǒng)長度尺度。\(K_n\)越大,意味著流體越稀薄。

  • 流體密度:流體密度反映的是流體微團的平均密度。

  • 流體粘度:反映剪切應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系。

根據(jù)流體屬性可將流體分為不同的類型:

  • 稀薄流體
  • 可壓縮流體不可壓縮流體
  • 牛頓流體非牛頓流體
  • 粘性流體理想流體

2.流體靜力學(xué)

  • 流體靜力學(xué):幾乎所有的流體力學(xué)參考資料上都會包含有流體靜力學(xué)方面的內(nèi)容,這些內(nèi)容說到底也就是一個流體靜止條件下壓力分配的問題。
    在學(xué)習(xí)流體靜力學(xué)過程中,需要掌握的概念包括:
  1. 靜力學(xué)基本方程
    \[z+\frac{p}{\rho g}=c\]
  2. 流體壓力只與深度有關(guān),與方向無關(guān),同一深度位置壓力相等。
  3. 絕對壓力與相對壓力
  4. 表壓

3.流體動力學(xué)

流體動力學(xué)研究流體流動狀態(tài)下壓力速度分布,主要包括兩大塊的內(nèi)容:

3.1 伯努利方程

\[p_0+\rho gh_0+\frac{1}{2}\rho v_0^2=p_1+\rho gh_1+\frac{1}{2}\rho v_1^2\]

\[p_0+\rho gh_0+\frac{1}{2}\rho v_0^2=c\]
在學(xué)習(xí)伯努利方程時,需要搞清楚幾個關(guān)于壓力的概念:

  • 靜壓:即式中的\(p_0\)
  • 動壓:即式中的\(\frac{1}{2}\rho v_0^2\)
  • 總壓:靜壓與動壓的和稱之為總壓。

    3.2 流動阻力計算

    流動阻力包含沿程阻力與局部阻力。

    3.2.1 沿程阻力
    對于管道流動,其沿程阻力可通過范寧公式計算:
    \[h_f=\lambda \frac{l}wqqiiic \frac{u^2}{2}\]
    式中,\(l\)為管道長度,\(d\)為管道內(nèi)徑,\(\lambda\)為阻力系數(shù)。
    對于阻力系數(shù)\(\lambda\),層流和湍流狀態(tài)下計算方式不同:
  • 層流狀態(tài)下:
    \[\lambda=\frac{64}{Re}\]
    其中雷諾數(shù)\(Re=\frac{ud\rho}{\mu}\)
  • 湍流狀態(tài)下
    對于光滑管道,可用伯拉修斯經(jīng)驗方程
    \[\lambda = \frac {0.3164}{Re^ \left(0.25\right)}\]
    對于粗糙管道,阻力系數(shù)可查莫迪圖。

    3.2.2局部阻力

    \[h_f = \xi \frac{u^2}{2}\]
    式中,\(\xi\)為阻力系數(shù),不同設(shè)備的阻力系數(shù)需要通過實驗測定。

這是江小白通過一周的學(xué)習(xí),對于流體力學(xué)總結(jié)的內(nèi)容,不過黃師姐聽完小白的匯報后,只說了句“學(xué)了點兒皮毛,聊勝于無,后面有的學(xué)?!?


鄭重申明

  • 本系列根據(jù)真實經(jīng)歷改編,如有雷同實屬巧合,請勿人肉
  • 轉(zhuǎn)載請務(wù)必保證文字完整




開放分享:優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才

相關(guān)標簽搜索:【小白的CFD之旅】06 流體力學(xué)基礎(chǔ) Fluent培訓(xùn) Fluent流體培訓(xùn) Fluent軟件培訓(xùn) fluent技術(shù)教程 fluent在線視頻教程 fluent資料下載 fluent分析理論 fluent化學(xué)反應(yīng) fluent軟件下載 UDF編程代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 

編輯
在線報名:
  • 客服在線請直接聯(lián)系我們的客服,您也可以通過下面的方式進行在線報名,我們會及時給您回復(fù)電話,謝謝!
驗證碼

全國服務(wù)熱線

1358-032-9919

廣州公司:
廣州市環(huán)市中路306號金鷹大廈3800
電話:13580329919
          135-8032-9919
培訓(xùn)QQ咨詢:點擊咨詢 點擊咨詢
項目QQ咨詢:點擊咨詢
email:kf@1cae.com