流體力學基礎(chǔ)

流體力學基礎(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、微觀上無窮大"的概念以及knudsen數(shù)的定義方式。

其中,λ為分子自由程,L為系統(tǒng)長度尺度。Kn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

• 可壓縮流體和不可壓縮流體

• 牛頓流體與非牛頓流體

• 粘性流體與理想流體

2.流體靜力學

流體靜力學:幾乎所有的流體力學參考資料上都會包含有流體靜力學方面的內(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。

在學習流體靜力學過程中,需要掌握的概念包括:

• 靜力學基本方程

• 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

• 絕對壓力與相對壓力

• 表壓

3.流體動力學

流體動力學研究流體流動狀態(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

或

在學習伯努利方程時,需要搞清楚幾個關(guān)于壓力的概念:

• 靜壓:即式中的左邊第一項

• 動壓:即式中的左邊第三項

• 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:

式中,l為管道長度,d為管道內(nèi)徑,λ為阻力系數(shù)。

對于阻力系數(shù)λ,層流和湍流狀態(tài)下計算方式不同:

·層流狀態(tài)下:

其中雷諾數(shù)

·湍流狀態(tài)下

對于光滑管道,可用伯拉修斯經(jīng)驗方程

對于粗糙管道,阻力系數(shù)可查莫迪圖。

3.2.2局部阻力

式中,ξ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習,對于流體力學總結(jié)的內(nèi)容,不過黃師姐聽完小白的匯報后,只說了句“學了點兒皮毛,聊勝于無,后面有的學?！?/span>

作者介紹:流沙,博士,擁有近10年CFD從業(yè)經(jīng)驗,其編寫的《ICEM CFD簡明教程》在網(wǎng)上瘋傳,被學習者視為入門寶典。現(xiàn)已出版專著《ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》,廣受好評!