互作用的不同情况得到说明。湿润角完全湿润表面完全不湿润表面在等直径毛细管中的上升高度(参照教材P21图1-5)列平衡方程得1元do cos0~元d'hpg44ocosoh~pgd6、气化压强略$1-3作用在流体上的力1.质量力作用在隔离体每一质点上,其大小与质量成(正)比例的力,称为质量力。在均质流体中以它和流体的体积亦成正比,所以又称体积力。工程流体力学常遇到的质量力:重力;惯性力。单位质量力的概念:单位质量流体所受的质量力称为单位质量力。设作用在质量为m液体上的(总)质量力为F,在三个正交坐标轴上的分量为Fx,Fy,Fz。则,单位质量力及其在三个坐标轴上的分量fx、fy、fz,分别为F-FmFFrFf.=mmm2.表面力作用在隔离体表面,和作用面的面积成(正)比的力,称表面力。将表面力分解为沿着作用面的法线的压力p和沿表面的切力t。作用在面积为A的区域上的压力为Fp,切力为Fs则作用在单位面积上的平均压应力(平均压强)p和平均切应力t分别为6
6 互作用的不同情况得到说明。 湿润角 完全湿润表面 完全不湿润表面 在等直径毛细管中的上升高度(参照教材 P21 图 1-5)列平衡方程得 πd hρg 4 1 πdσ cosθ 2 ρgd 4σ cosθ h 6、气化压强 略 §1-3 作用在流体上的力 1.质量力 作用在隔离体每一质点上,其大小与质量成(正)比例的力,称为质量力。 在均质流体中以它和流体的体积亦成正比,所以又称体积力。 工程流体力学常遇到的质量力: 重力; 惯性力。 单位质量力的概念: 单位质量流体所受的质量力称为单位质量力。设作用在质量为 m 液体上的 (总)质量力为 F,在三个正交坐标轴上的分量为 Fx, Fy, Fz。则,单位质量力及 其在三个坐标轴上的分量 fx、 fy、 fz, 分别为 m F f m F f m F f m F f z z y y x x = = = = , , 2.表面力 作用在隔离体表面,和作用面的面积成(正)比的力,称表面力。将表面力 分解为沿着作用面的法线的压力 p 和沿表面的切力 τ。 作用在面积为 A 的区域上的压力为 Fp,切力为 Fs 则作用在单位面积上的平 均压应力(平均压强)p 和平均切应力 τ 分别为
Lp=AET=A对应于点应力的概念有F.p= lim4-0 AATt = limM-0 A工程流体力学的研究方法$1-41-4-1理论分析方法(简述)1-4-2实验方法(简述)1-4-3数值计算(略)【本讲课程小结】本讲课程主要介绍了工程流体力学任务和发展简史,讲解了连续介质概念和流体的主要力学性质,作用在流体上的力。并简单介绍了工程流体力学的研究方法。重点是要掌握连续介质概念和流体的主要力学性质。【本讲课程作业】
7 A F A F p s p = = 对应于点应力的概念有 A T A F p A p A = = → → 0 0 lim lim §1-4 工程流体力学的研究方法 1-4-1 理论分析方法(简述) 1-4-2 实验方法(简述) 1-4-3 数值计算(略) 【本讲课程小结】本讲课程主要介绍了工程流体力学任务和发展简史,讲解了连 续介质概念和流体的主要力学性质,作用在流体上的力。并简单介绍了工程流体 力学的研究方法。重点是要掌握连续介质概念和流体的主要力学性质。 【本讲课程作业】
课程名称:《工程流体力学(水力学)》第周,第2讲次摘要第二章流体静力学S2-1流体静压强特性授课题目S2-2欧拉平衡微分方程S2-3流体静力学基本方程【目的要求】通过本讲课程的学习,掌握液体静压强特性;了解欧拉平衡微分方程,利用欧拉平衡微分方程推导流体静力学基本方程,掌握流体静力学的一些基本概念。【重点】欧拉平衡微分方程,与流体静力学基本方程有关的基本概念和特性,重力作用下流体静力学及其相关的概念。【难点】与流体静力学基本方程有关的基本概念和特性。8
8 课程名称:《工程流体力学(水力学)》 第 周,第 2 讲次 摘 要 授课题目 第二章 流体静力学 §2-1 流体静压强特性 §2-2 欧拉平衡微分方程 §2-3 流体静力学基本方程 【目的要求】通过本讲课程的学习,掌握液体静压强特性;了解欧拉平衡微分方 程,利用欧拉平衡微分方程推导流体静力学基本方程,掌握流体静力学的一些基 本概念。 【重 点】欧拉平衡微分方程,与流体静力学基本方程有关的基本概念和特性, 重力作用下流体静力学及其相关的概念。 【难 点】与流体静力学基本方程有关的基本概念和特性
内容9
9 内 容
【本讲课程的引入】流体静力学是研究处于相对静止状态下流体的宏观力学性质及其应用。它是工程流体力学重要的组成部分。其中的一些概念或方法将贯穿整个学习工程流体力学的全部过程。第二章流体静力学流体静力学是研究流体处于静止(包括相对静止)状态下的力学平衡规律及其在工程中的应用。由于静止流体中各流体质点之间不存在相对运动,因而流体的粘性不显示出来。静止流体中不会有切应力,也没有拉应力,所以只有压应力。流体静压强特性82-11.流体静压强的方向与作用内法线方向一致;2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与作用的方位无关。证明:(重点在于:1、非坐标斜面上的压力向坐标面的投影关系;2、质量力与表面力与线性长度的次幂关系82-2流体的平衡微分方程一欧拉平衡微分方程2-2-1流体的平衡微分方程一欧拉平衡微分方程利用微元分析法推导流体的平衡微分方程:(利用教材P32图2-2,以x轴方向为例)有表面力的合力1o.)0,6 (p+o.)0,0(p-2ax2 ax沿x轴方向的质量力为fxpoxoyoz静止流体,合力为零10
10 【本讲课程的引入】 流体静力学是研究处于相对静止状态下流体的宏观力学性质及其应用。它是 工程流体力学重要的组成部分。其中的一些概念或方法将贯穿整个学习工程流体 力学的全部过程。 第二章 流体静力学 流体静力学是研究流体处于静止(包括相对静止)状态下的力学平衡规律及 其在工程中的应用。 由于静止流体中各流体质点之间不存在相对运动,因而流体的粘性不显示出 来。静止流体中不会有切应力,也没有拉应力,所以只有压应力。 §2-1 流体静压强特性 1.流体静压强的方向与作用内法线方向一致; 2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与作用的方位无关。 证明:(重点在于: 1、非坐标斜面上的压力向坐标面的投影关系; 2、质量力与表面力与线性长度的次幂关系) §2-2 流体的平衡微分方程―欧拉 平衡微分方程 2-2-1 流体的平衡微分方程―欧拉平衡微分方程 利用微元分析法推导流体的平衡微分方程: (利用教材 P32 图 2-2,以 x 轴方向为例)有表面力的合力 x y z x y z x p p x p p ) 2 1 ) ( 2 1 ( − + − 沿 x 轴方向的质量力为 fxρδxδyδz 静止流体,合力为零