10.3方程分析方法导出四个相似准数:1) Strouhal数(St):非定常性相似准则C,C,U,T,U.TUTm1m=StLmLL,C,局部导数Strouhal 数 (St)变位导数速度随时间变化引起的力与惯性力之比,即非定常流动中,局部加速度(当地加速度)所产生的惯性作用与迁移加速度的惯性作用之比
10.3 方程分析方法 导出四个相似准数: 1 v t l C C C 1) Strouhal数(St): Strouhal (St) 局部导数 数 变位导数 非定常性相似准则 p p m m p m U T U T UT St L LL 速度随时间变化引起的力与惯性力之比,即非定常流 动中,局部加速度(当地加速度)所产生的惯性作用与迁移 加速度的惯性作用之比
10.3方程分析方法对于非定常流动的模型试验,必须保证模型与原型的流动随时间的变化相似。二个非定常流动相似,它们的St数必定相等;反之亦然。这便是非定常性相似准则,又称St准则或谐时性准则。若非定常流是流体的波动或振荡,其频率为,则St数为:USt =fLSt 准则UpUf,LpfmLm
10.3 方程分析方法 对于非定常流动的模型试验,必须保证模型与原型的 流动随时间的变化相似。 二个非定常流动相似,它们的 St 数必定相等;反之 亦然。这便是非定常性相似准则,又称 St 准则或谐时性 准则。 倘若非定常流是流体的波动或振荡,其频率为 f , 则 St 数为: St 准则 U St fL p m p p mm U U f L fL
10.3方程分析方法2)Froude数(Fr):重力相似准则U?¥2U2112pm= Fr8,LLgLgnC,C,mmp2惯性力Froude 数 (Fr)重力流体在流动过程中重力位能与动能的比值。重力位能和动能分别与重力和惯性力成正比,故Fr也表示流体在流动中惯性力和重力的比。适用范围:凡有自由水面并且允许水面上下自由变动的各种流动(重力起主要作用的流动),如堰坝溢流、孔口出流、明槽流动、紊流阻力平方区的有压管流与隧洞流动等
10.3 方程分析方法 2) Froude数(Fr):重力相似准则 Froude (Fr) 惯性力 数 重力 2 1 v g l C C C 2 2 2 p m p p mm U U U Fr g L g L gL 流体在流动过程中重力位能与动能的比值。重力位能和 动能分别与重力和惯性力成正比,故 Fr 也表示流体在流动中 惯性力和重力的比。 适用范围:凡有自由水面并且允许水面上下自由变动的各 种流动(重力起主要作用的流动),如堰坝溢流、孔口出流、 明槽流动、紊流阻力平方区的有压管流与隧洞流动等
10.3方程分析方法二个流体流动的重力作用相似,它们的Fr数必定相等;反之亦然。这便是重力相似准则。又称弗劳德准则。由此可知,重力作用相似的流场,有关物理量的比例尺要受Fr数相等的制约,不能全部任意选择。由于在重力场中,原型和模型的重力是相同的,即:gp=1Cgp=gm =Sgm故有RC, = C/21=1. 三C,C,g
10.3 方程分析方法 二个流体流动的重力作用相似,它们的 Fr 数必 定相等;反之亦然。这便是重力相似准则。又称弗 劳德准则。由此可知,重力作用相似的流场,有关 物理量的比例尺要受Fr数相等的制约,不能全部任 意选择。由于在重力场中,原型和模型的重力是相 同的,即: 故有 1 p pm g m g gg C g 2 1 2 1 v v l g l C C C C C
10.3方程分析方法3)Euler数(Eu):压力相似准则pppPmEuDU?12plOYmm2压力流体压力与惯性力的比值。Euler 数 (Eu)惯性力通常,对流动起作用的是液流中两点压强差^p,而不是某点的压强p。故欧拉数常写为:△pEu=pU2
10.3 方程分析方法 1 2 v p C C C 3) Euler数(Eu):压力相似准则 Euler (Eu) 压力 数 惯性力 2 22 p m p p mm p p p Eu U UU 流体压力与惯性力的比值。 通常,对流动起作用的是液流中两点压强差△p,而不 是某点的压强p。故欧拉数常写为: 2 p Eu U