工程流体力学 Engineering Fluld Mechanics 第二章流体及其物理性质 一、流体的定义和特征 二、流体作为连续介质的假设 三、流体的密度 目录 四、流体的压缩性和膨胀性 岛 海 五、流体的黏性 六、作用在流体上的力 质量力 表面力 七、液体的表面性质
Engineering Fluid Mechanics 2 第二章 流体及其物理性质 一、流体的定义和特征 三、流体的密度 四、流体的压缩性和膨胀性 二、流体作为连续介质的假设 六、作用在流体上的力 质量力 表面力 五、流体的黏性 七、液体的表面性质 目录
工程流体力学 Engineering Fluld Mechanics 2-1流体的定义和特征 流体的定义 fluid 形状 体积 压力 拉力 剪切力 固态 →固体 物质 三 液态 →液体 × × 气态→气体 × × × × 任意微小剪切力持续作用下发生连续变形的物质 称为流体，包括液体和气体。 液体和气体的交界面称为液体的自由表面。 3
Engineering Fluid Mechanics 3 2-1 流体的定义和特征 流体的定义 fluid 形状 体积 压力 拉力 剪切力 固体 √ √ √ √ √ 液体 × √ √ - × 气体 × × √ × × 任意微小剪切力持续作用下发生连续变形的物质 称为流体，包括液体和气体。 液体和气体的交界面称为液体的自由表面。 固态 液态 气态 物质 三态
工程流体力学 Engineering Fluld Mechanics 2-2 流体作为连续介质的假设 问题的提出 从微观上看，由于构成流体的无数分子之间存在间隙，流体不连续。 从宏观上看，流体力学并不研究流体的微观分子运动，而只研究流体的 宏观机械运动。当所讨论问题的特征尺寸远大于流体的分子平均自由程 时，可将流体视为在时间和空间连续分布的函数。 0°C,1mm3 水含3.4×1019个分子0 气体含2.7×1016个分子 如此大量的分子， 容易取得它们共同 作用的有代表性的 统计平均值 4
Engineering Fluid Mechanics 4 2-2 流体作为连续介质的假设 问题的提出 从微观上看，由于构成流体的无数分子之间存在间隙，流体不连续。 从宏观上看，流体力学并不研究流体的微观分子运动，而只研究流体的 宏观机械运动。当所讨论问题的特征尺寸远大于流体的分子平均自由程 时，可将流体视为在时间和空间连续分布的函数。 0 C，1mm3 水含3.4×1019个分子 气体含2.7×1016个分子 如此大量的分子， 容易取得它们共同 作用的有代表性的 统计平均值
工程流体力学 Engineering Fluld Mechanics 2-2 流体作为连续介质的假设 问题的提出 ) 6r' 黑票票票黑黑黑票票系从黑原原黑黑票系系原思票黑票原思思原思思思票票原原原思思票原票总了 特征体积 5
Engineering Fluid Mechanics 5 2-2 流体作为连续介质的假设 问题的提出 δτ΄ 特征体积
工程流体力学 Engineering Fluld Mechanics 2-2流体作为连续介质的假设 特征体积δr @宏观上充分小 特征体尺度 <流动问题特征长度 在数学上可近似地看成一个几何上没有维度的点 mean free path @微观上充分大 分子平均自由程 <<特征体尺度 包含大量的分子，对分子团进行统计平均后可以得 到稳定数值，少数分子的进出不影响稳定的平均值 6
Engineering Fluid Mechanics 6 2-2 流体作为连续介质的假设 特征体积 δτ΄ 宏观上充分小 微观上充分大 特征体尺度 << 流动问题特征长度 在数学上可近似地看成一个几何上没有维度的点 分子平均自由程 << 特征体尺度 包含大量的分子，对分子团进行统计平均后可以得 到稳定数值，少数分子的进出不影响稳定的平均值 mean free path