流体力学基础

流体力学基础内容:

1.流体属性

连续介质假定:需要了解"宏观上无穷小、微观上无穷大"的概念以及knudsen数的定义方式。

其中,λ为分子自由程,L为系统长度尺度。Kn越大,意味着流体越稀薄。

• 流体密度:流体密度反映的是流体微团的平均密度。

• 流体粘度:反映剪切应力与应变之间的关系。

根据流体属性可将流体分为不同的类型:

• 稀薄流体

• 可压缩流体和不可压缩流体

• 牛顿流体与非牛顿流体

• 粘性流体与理想流体

2.流体静力学

流体静力学:几乎所有的流体力学参考资料上都会包含有流体静力学方面的内容,这些内容说到底也就是一个流体静止条件下压力分配的问题。

在学习流体静力学过程中,需要掌握的概念包括:

• 静力学基本方程

• 流体压力只与深度有关,与方向无关,同一深度位置压力相等

• 绝对压力与相对压力

• 表压

3.流体动力学

流体动力学研究流体流动状态下压力速度分布,主要包括两大块的内容:

3.1 伯努利方程

或

在学习伯努利方程时,需要搞清楚几个关于压力的概念:

• 静压:即式中的左边第一项

• 动压:即式中的左边第三项

• 总压:静压与动压的和称之为总压

3.2 流动阻力计算

流动阻力包含沿程阻力与局部阻力。

3.2.1 沿程阻力

对于管道流动,其沿程阻力可通过范宁公式计算:

式中,l为管道长度,d为管道内径,λ为阻力系数。

对于阻力系数λ,层流和湍流状态下计算方式不同:

·层流状态下:

其中雷诺数

·湍流状态下

对于光滑管道,可用伯拉修斯经验方程

对于粗糙管道,阻力系数可查莫迪图。

3.2.2局部阻力

式中,ξ为阻力系数,不同设备的阻力系数需要通过实验测定。

这是江小白通过一周的学习,对于流体力学总结的内容,不过黄师姐听完小白的汇报后,只说了句“学了点儿皮毛,聊胜于无,后面有的学。”

作者介绍:流沙,博士,拥有近10年CFD从业经验,其编写的《ICEM CFD简明教程》在网上疯传,被学习者视为入门宝典。现已出版专著《ANSYS ICEM CFD工程实例详解》,广受好评!