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流體力學

時間:2011-10-10 11:02來源:百度百科 作者:德耐爾空壓機
在物理學中,流體動力學的子學科 流體力學 ,流體流動與交易自然科學流體( 液體和氣體的運動)。它有幾個分支學科,包括本身的空氣動力學(空氣和其他氣體的議案研究)和流體力學(運動中的液體的研究)。流體動力學,具有廣泛的應用范圍,包括計算的力量和

      在物理學中,流體動力學的子學科流體力學,流體流動與交易自然科學流體( 液體和氣體的運動)。它有幾個分支學科,包括本身的空氣動力學(空氣和其他氣體的議案研究)和流體力學(運動中的液體的研究)。流體動力學,具有廣泛的應用范圍,包括計算的力量和在飛機 上的時刻, 確定的質量流量的石油通過管道,預測天氣模式,了解星云在星際空間,據說建模裂變武器引爆。它的一些原則,甚至用在交通工程,交通作為一個連續的流體處理。
      流體動力學提供了系統結構的基礎這些實用學科,涵蓋來自經驗和半經驗的法律,流量測量,用于解決實際問題。流體動力學問題的解決方案通常包括計算流體的各種屬性,如速度,壓力,密度和溫度,時間和空間的功能。 
      從歷史上看,流體力學意味著不同的東西比今天。二十世紀之前,流體力學與流體動力學的代名詞。這仍然是反映在一些流體力學主題的名稱,如磁和流動穩定性也都適用,以及適用于氣體。

流體動力學方程

      流體動力學的基本公理是守恒定律 ,特別是質量守恒定律 , 線動量守恒 (也稱為牛頓第二運動定律 )和節能 (也被稱為熱力學第一定律 )。這些都是基于經典力學 ,并在修改過的量子力學和廣義相對論。他們表示使用雷諾傳輸定理 。

      除了 ​​上述,液體被假定為服從連續的假設 。流體組成的分子與另一個和固體物體相撞。然而,連續的假設,認為流體是連續的,而不是離散的。因此,如密度,壓力,溫度,速度和性能,在良好定義的無窮小的點,并假定連續變化從一個點到另一個。流體是由離散的分子會被忽略。

      流體是足夠密集,是一個統一體,不含有離子物種,并有小光速的速度,動量方程為牛頓流體的納維-斯托克斯方程,這是一個非線形的設置微分方程來描述流體的壓力取決于速度梯度和壓力線性流。方程不一般的封閉形式的解決方案,使他們在主要使用計算流體力學。該方程可以簡化的方式,所有這些都使他們更容易解決。其中一些允許適當的流體動力學問題,在封閉的形式解決。

      除了 ​​質量,動量,能量守恒方程,一個熱力學狀態方程,給人的壓力,作為一個流體其他熱力學變量的功能是完全指定的問題。這方面的例子將是理想氣體狀態方程:

氣體狀態方程

      其中p為壓力,ρ是密度,R U是氣體常數,M為摩爾質量,T是溫度。

可壓縮與不可壓縮流

      所有液體是可壓縮在一定程度上,也就是在壓力或溫度的變化將導致密度的變化。然而,在許多情況下,壓力和溫度的變化足夠小,密度的變化可以忽略不計。在這種情況下,流量可作為不可壓縮流建模。否則必須使用更一般的可壓縮流動方程。

      數學上表示說, 流體包裹的密度ρ不會改變,因為它在流場,即中移動,不可壓縮,

約束簡化的方程
      (D / D)T是大量的衍生工具,這是本地和對流衍生工具的總和。這種額外的約束簡化的方程,特別是當流體具有密度均勻的情況下。

      對于氣體流量,以確定是否使用可壓縮或不可壓縮流體動力學, 馬赫數流進行評估。作為一個粗略的指南,可壓縮的影響可以忽略馬赫數約0.3以下。對于液體,不可假設是否有效取決于流體性質(特別是流體臨界壓力和溫度)和水流條件(實際流量壓力變得如何接近臨界壓力)。 聲學問題始終需要讓可壓縮,因為聲波是壓縮波,通過它們傳播介質的壓力和密度的變化。

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作者:德耐爾@德耐爾空壓機  空壓機修訂日期:2011-10-10
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