3.2研究流体运动时的一些基本概念>3.2.2定常流动和非定常流动>定常流动：流体质点的运动要素只是坐标的函数，与时间无关恒定流动流线与迹·过流场中某固定点所作的流线，不随时间而改变线重合。>非定常流动·流体质点的运动要素，既是坐标的函数，又是时间的函数。一一非恒定流动·迹线与流线不一定重合。·动画>>：定常流动与非定常流动中的0-流线与迹线。B资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 3.2 研究流体运动时的一些基本概念 ➢ 3.2.2 定常流动和非定常流动 ➢定常流动:流体质点的运动要素只是坐标的函数，与时间无关。 ——恒定流动 • 过流场中某固定点所作的流线，不随时间而改变——流线与迹 线重合。 ➢非定常流动 • 流体质点的运动要素，既是坐标的函数，又是时间的函数。 ――非恒定流动 • 迹线与流线不一定重合。 • 动画>>：定常流动与非定常流动中的 流线与迹线
3.2研究流体运动时的一些基本概念>3.2.3流管、流束与总流。流管：在流场中取任一封闭曲线（不是流线），通过该封闭曲线的每一点作流线，这些流线所组成的管状空间。管内外的流体质点不能交流。流束：流管中的流体。流管断面A中取微元面dA，沿边界作流线则形成微元流管，充满微元流管中的流体称为微元流束。dA趋于零时，则微元流束成为流线。dA在整个面积积分，到整个边界，也即由无限多微元流束所组成的总的流束称为总流。通常见到的管流与河渠流都是总流。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 3.2 研究流体运动时的一些基本概念 ➢ 3.2.3 流管、流束与总流 • 流管：在流场中取任一封闭曲线（不是流线），通过该封闭曲线的 每一点作流线，这些流线所组成的管状空间。 • 管内外的流体质点不能交流。 • 流束：流管中的流体。 • 流管断面A中取微元面dA，沿边界作流线则形成微元流管，充满微 元流管中的流体称为微元流束。 • dA趋于零时，则微元流束成为流线。dA在整个面积积分，到整个边 界，也即由无限多微元流束所组成的总的流束称为总流。通常见到 的管流与河渠流都是总流。 A dA
3.2研究流体运动时的一些基本概念>3.2.4过流断面、流速、流量·过流（水）断面：与某一流束中各条流线相垂直的截面，称为此流束的过水断面。·即水道（管道、明渠等）中垂直于水流流动方向的横断面，如图1-1，2-2断面。流线>流速过水断面（1）点速u：某一空间位置处的流体质点的速度1I固体费面·微元流束的过流断面很小，各点流速也相差很小，可以用断面中心处的速度作为各点的平均值。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 3.2 研究流体运动时的一些基本概念 ➢ 3.2.4 过流断面、流速、流量 • 过流（水）断面：与某一流束中各条流线相垂直的截面，称为 此流束的过水断面。 • 即水道（管道、明渠等）中垂直于水流流动方向的横断面，如 图1-1，2-2断面。 ➢流速 （1）点速u：某一空间位置处的流体质点的速度。 • 微元流束的过流断面很小，各点流速也相差很小，可以用断面 中心处的速度作为各点的平均值
3.2研究流体运动时的一些基本概念（2）均速v：同一过流断面上，各点流速u对断面A的算术平均值。> 流量 Q·体积流量：单位时间内通过某流束（总流）过水断面的流体体积。(m3/s)对微元流束dQ-udAQ= odQ= LudA对总流现在可以看到：断面平均流速就是体积流量被过流断面面积除得的商，即udAOAA质量流量：单位时间内通过过流断面的流体质量。(kg/s)资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 3.2 研究流体运动时的一些基本概念 （2）均速v：同一过流断面上，各点流速u对断面A的算术平均值。 ➢ 流量 Q • 体积流量：单位时间内通过某流束（总流）过水断面的流体体积 。(m3 /s) • 对微元流束 dQ=udA • 对总流 • 现在可以看到：断面平均流速就是体积流量被过流断面面积除得 的商，即 • 质量流量：单位时间内通过过流断面的流体质量。(kg/s) A Q udA v A A = = Q A Q dQ udA = =
3.2研究流体运动时的一些基本概念·练习题1.欧拉法、拉格朗日方法各以什么作为其研究对象？对于工程来说，哪种方法是可行的？欧拉法以流场为研究对象，拉格朗日方法以流体质点为研究对象：在工程中，欧拉法是可行的。2.欧拉法研究C的变化情况。(A）每个质点的速度(B)每个质点的轨迹(C)每个空间点的流速(D)每个空间点的质点轨迹3.什么是流线、迹线？它们有何区别？?流线是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。迹线是指某一质点在某一时段内的运动轨迹线。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 3.2 研究流体运动时的一些基本概念 • 练习题 1. 欧拉法、拉格朗日方法各以什么作为其研究对象？对于工程来 说，哪种方法是可行的？ •欧拉法以流场为研究对象，拉格朗日方法以流体质点为研究对象 ；在工程中，欧拉法是可行的。 2. 欧拉法研究_的变化情况。 (A) 每个质点的速度 (B) 每个质点的轨迹 (C) 每个空间点的流速 (D) 每个空间点的质点轨迹 3. 什么是流线、迹线？它们有何区别？ •流线是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线，曲线上任一点 的切线方向与该点的流速方向重合。 •迹线是指某一质点在某一时段内的运动轨迹线。 C