第一章流体力学基本概念
第一章 流体力学基本概念
1.1连续介质假说 推导流体力学基本方程的两条途径 统计方法 把流体看作由运动的分子组成,认为宏观现象起源于分子运动,运用力 学定律和概率论预测流体的宏观性质 对于偏离平衡态不远的流体可推导出质量、动量和能量方程,给出输运 系数(4,k)的表达式。 对于单原子气体已有成熟理论,对多原子气体和液体理论尚不完整 连续介质方法 把流体看作连续介质,而忽略分子的存在,假设场变量(速度、密 度、压强等)在连续介质的每一点都有唯一确定的值,连续介质遵 守质量、动量和能量守恒定律。从而推导出场变量的微分方程组。 流体力学采用连续介质的方法
1.1 连续介质假说 推导流体力学基本方程的两条途径 统计方法 把流体看作由运动的分子组成，认为宏观现象起源于分子运动，运用力 学定律和概率论预测流体的宏观性质。 对于偏离平衡态不远的流体可推导出质量、动量和能量方程，给出输运 系数（μ，κ）的表达式。 对于单原子气体已有成熟理论，对多原子气体和液体理论尚不完整。 连续介质方法 把流体看作连续介质，而忽略分子的存在，假设场变量（速度、密 度、压强等）在连续介质的每一点都有唯一确定的值，连续介质遵 守质量、动量和能量守恒定律。从而推导出场变量的微分方程组。 流体力学采用连续介质的方法
1.1连续介质假说 连续介质方法 当流体分子的平均自由程远远小于流场的最小宏观尺度时, 可用统计平场的方法定义场变量如下: vom u= lim( ∑δ △m p=lim △ △→E△ ￡在微观上充分大,宏观上充分小
lim ( ) V m V → = lim ( ) V v m u m → = 连续介质方法 当流体分子的平均自由程远远小于流场的最小宏观尺度时， 可用统计平场的方法定义场变量如下： 在微观上充分大，宏观上充分小。 1.1 连续介质假说
1.1连续介质假说 连续介质方法的适用条件 E≤L3 n为单位体积的分子数(特征微观尺度是分子自由程) L为最小宏观尺度 在通常温度和压强下,边长2微米的立方体中大约包含2×108个气 体分子或2×101液体分子;在日常生活和工程中,绝大多数场合 均满足上述条件,连续介质方法无论对气体和液体都适用
1 3 L n 连续介质方法的适用条件 n为单位体积的分子数（特征微观尺度是分子自由程）， L为最小宏观尺度。 在通常温度和压强下，边长2微米的立方体中大约包含2×108个气 体分子或2×1011液体分子；在日常生活和工程中，绝大多数场合 均满足上述条件，连续介质方法无论对气体和液体都适用。 1.1 连续介质假说
1.1连续介质假说 连续介质方法失效场合 火箭穿越大气层边缘,此时微观特征尺度接近宏观特征尺度; 研究激波结构,此时宏观特征尺度接近微观特征尺度
火箭穿越大气层边缘，此时微观特征尺度接近宏观特征尺度； 研究激波结构，此时宏观特征尺度接近微观特征尺度。 连续介质方法失效场合 1.1 连续介质假说