《船舶流体力学》课程教学资源（讲稿）05 第1章 流体的基本性质 - 1.4 作用在流体上的力

1.4.1体积力单位质量力：f=fi+f,j+f.kF= JI ,pf(x, y,z,t)dv质量力：AF△FAF1Xlimlimlimf二T△mAm-→0△mAm→0Am→0△mG0fxm在重力场中：Gf =g=-gkf0mGf.gm

1.4.1 体积力 m F f m F f m F f z m z y m y x m x            0   0   0 lim , lim , lim g m G f m G f m G f z z y y x x        0 0 在重力场中： 单位质量力： 质量力： x y z f i jk  f   f f (, , ,) V   x y z t dV  F f fg k   g

1.4.2表面力表面力（surfaceforce)：作用在流体体积表面上，并与受作用的表面面积成正比的力称为表面力。如：固体表面对流体的压力、流体内部的压力、流体内AF摩擦力(粘性力)。Surface法向力：与流体表面垂直AAFdF,nn= limPnndASA8A-→0SF切向力：与流体表面相切-pdVaSFdFpdiglim=PntT1SAdA8A-→0

1.4.2 表面力 表面力 (surface force)：作用在流体体积表面上, 并与受作用 的表面面积成正比的力称为表面力。 如：固体表面对流体的压力、流体内部的压力、流体内 摩擦力(粘性力)。 法向力：与流体表面垂直 切向力：与流体表面相切 0 lim n n nn A F d F p  A dA      0 n lim A F dF p A dA          

1.4.2表面力理想（静止）流体中一点处的应力理想（静止）流体中没有切应力T=0，只承受压力，不能承受拉力。表面力只有法向压应力p=-P.ntn静止流体中任意界面上只受到大小相等Pn方向相反的压力，由于该压力产生在静止流p=Pmn体中，因而称为静压力。T=0流体静压力的方向总是和作用的面相垂直并指向所考虑的那部分流体的内部，即沿着作用面的内法线方向。。静止流体内部任何一点处的流体静压力，在各个方向都相等。在流体与固体接触的表面，不论器壁的方向形状如何，流体静压力总是垂直于器壁

1.4.2 表面力 理想（静止）流体中一点处的应力 理想(静止)流体中没有切应力 ，只承受压力 ，不能承受拉力。表面力只有法向压应力 。   0 p  pnn n pn p  pnn   0 静止流体中任意界面上只受到大小相等 方向相反的压力，由于该压力产生在静止流 体中，因而称为静压力。 • 流体静压力的方向总是和作用的面相垂直 ，并指向所考虑的那部分流体的内部，即沿 着作用面的内法线方向。 • 静止流体内部任何一点处的流体静压力， 在各个方向都相等。 • 在流体与固体接触的表面，不论器壁的方 向形状如何，流体静压力总是垂直于器壁。 pp p p p p p    p n n

1.4.2表面力压力单位：基本关系：Pa=N/m;1 atm = 101325 Pa物理大气压atm;= 1.033 Kgf/cm2某流体柱高度；= 10.33 mH,0bar(巴) ;= 760 mmHgkgf / cm?1 bar = 105 Pa等

1.4.2 表面力 Pa＝N/m2； 物理大气压atm； 某流体柱高度； bar(巴) ； kgf／cm2 等 基本关系： 1 atm = 101325 Pa = 1.033 Kgf/cm2 = 10.33 mH2O = 760 mmHg 1 bar = 105 Pa 压力单位：

1.4.2表面力压力大小的两种表征方法：绝压--以绝对零压作为基准表压强三绝对压力一大气压力表压真空度=大气压力一绝对压力-以当地大气压为基准绝压（absolutepressure)P(表)表压(gauge pressure)大气压线PA,绝真空度(vaporpressure)P（真空度）P大气压的关系：PB,绝绝对零压线

1.4.2 表面力 压力大小的两种表征方法：      绝压 表 压    表 压强＝绝对压力－大气压力 真空度＝大气压力－绝对压力 PA, 绝 PA（表） P大气压 P（真空度） PB, 绝 绝对零压线 大气压线 绝压 (absolute pressure) 表压 (gauge pressure) 真空度 (vapor pressure) 的关系： -以绝对零压作为基准 -以当地大气压为基准