西安建筑科技大学：《材料工程基础》课程教学资源（PPT课件）第一章 流体力学基础——作用在流体上的作用力

流力学基碰 用在流体上的子 西女建筑科技大学 粉体研所6器

1 第一章 流体力学基础 ——作用在流体上的力 西安建筑科技大学 粉体工程研究所

1.2.6作用在流体上的力 质量力 表面力 流体中的应力张量场 静止流体中的应力状态 应力张量与应变率张量之间的关系

1.2.6 作用在流体上的力 • 质量力 • 表面力 • 流体中的应力张量场 • 静止流体中的应力状态 • 应力张量与应变率张量之间的关系

质量力 体积微元的质量为m,作用在其上的质量力为AF 流体的密度为pm=p41 M点上单位质量流体所受到的质量力 F,T)=lim ∠FdF1F m->0 4m dm p dv M △J 作用在体积微元d上的质量力 dF=pFdl AF ,8F 作用在体积V的质量力 PEdv EXIT

3 体积微元的质量为 ，作用在其上的质量力为 EXIT 质量力 V V ΔF  Δm ΔF  流体的密度为 Δm = ρΔV M点上单位质量流体所受到的质量力 0 1 lim Δm ΔF dF dF F(M, ) Δm dm ρ dV  → = = = 作用在体积微元dV上的质量力 dF ρFdV   = 作用在体积V上的质量力  V ρFdV 

表面力 作用在单位平面面积元上的短程力。 短程力通过接触面压力 与表面面积國表面力 粘性切应力和方位有关 M点上的应力(以n为法向的单位面积外 AP 侧流体对内侧流体作用的表面力) AS AP dP lin nAs→0ASdS 作用在表面S上的表面力 Pds EXIT

4 表面力 作用在单位平面面积元上的短程力。 EXIT 表面力 ΔP  ΔS 作用在表面S上的表面力 短程力 通过接触面 作用 压力 粘性切应力 与表面面积 和方位有关 S M点上的应力（以 为法向的单位面积外 侧流体对内侧流体作用的表面力 ） n  n  dS dP ΔS ΔP P ΔS n    = = →0 lim P dS S  n 

说明:①P不仅是表面点M(x,y,z)和时间τ的函数,还 与作用面的方向有关。作用面的方向不同,Pn也就不 同 ②P的方向与法向n并不一致,而是沿法向有法向 分量Pn沿切向有切向分量P。 n AP AS EXIT

5 ΔP  ΔSS n  Pn  EXIT 说明：① 不仅是表面点M（x, y, z）和时间的函数，还 与作用面的方向有关。作用面的方向不同， 也就不 同。 Pn  Pn  ② 的方向与法向 并不一致，而是沿法向有法向 分量 沿切向有切向分量 。 n  Pnn Pnτ Pn  P n Pn   ③ − = −