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流体力学

时间:2011-10-10 11:02来源:百度百科 作者:9159金沙游艺场
在物理学中,流体动力学的子学科 流体力学 ,流体流动与交易自然科学流体( 液体和气体的运动)。它有几个分支学科,包括本身的空气动力学(空气和其他气体的议案研究)和流体力学(运动中的液体的研究)。流体动力学,具有广泛的应用范围,包括计算的力量和

      在物理学中,流体动力学的子学科流体力学,流体流动与交易自然科学流体( 液体和气体的运动)。它有几个分支学科,包括本身的空气动力学(空气和其他气体的议案研究)和流体力学(运动中的液体的研究)。流体动力学,具有广泛的应用范围,包括计算的力量和在飞机 上的时刻, 确定的质量流量的石油通过管道,预测天气模式,了解星云在星际空间,据说建模裂变武器引爆。它的一些原则,甚至用在交通工程,交通作为一个连续的流体处理。
      流体动力学提供了系统结构的基础这些实用学科,涵盖来自经验和半经验的法律,流量测量,用于解决实际问题。流体动力学问题的解决方案通常包括计算流体的各种属性,如速度,压力,密度和温度,时间和空间的功能。 
      从历史上看,流体力学意味着不同的东西比今天。二十世纪之前,流体力学与流体动力学的代名词。这仍然是反映在一些流体力学主题的名称,如磁和流动稳定性也都适用,以及适用于气体。

流体动力学方程

      流体动力学的基本公理是守恒定律 ,特别是质量守恒定律 , 线动量守恒 (也称为牛顿第二运动定律 )和节能 (也被称为热力学第一定律 )。这些都是基于经典力学 ,并在修改过的量子力学和广义相对论。他们表示使用雷诺传输定理 。

      除了 ​​上述,液体被假定为服从连续的假设 。流体组成的分子与另一个和固体物体相撞。然而,连续的假设,认为流体是连续的,而不是离散的。因此,如密度,压力,温度,速度和性能,在良好定义的无穷小的点,并假定连续变化从一个点到另一个。流体是由离散的分子会被忽略。

      流体是足够密集,是一个统一体,不含有离子物种,并有小光速的速度,动量方程为牛顿流体的纳维-斯托克斯方程,这是一个非线形的设置微分方程来描述流体的压力取决于速度梯度和压力线性流。方程不一般的封闭形式的解决方案,使他们在主要使用计算流体力学。该方程可以简化的方式,所有这些都使他们更容易解决。其中一些允许适当的流体动力学问题,在封闭的形式解决。

      除了 ​​质量,动量,能量守恒方程,一个热力学状态方程,给人的压力,作为一个流体其他热力学变量的功能是完全指定的问题。这方面的例子将是理想气体状态方程:

气体状态方程

      其中p为压力,ρ是密度,R U是气体常数,M为摩尔质量,T是温度。

可压缩与不可压缩流

      所有液体是可压缩在一定程度上,也就是在压力或温度的变化将导致密度的变化。然而,在许多情况下,压力和温度的变化足够小,密度的变化可以忽略不计。在这种情况下,流量可作为不可压缩流建模。否则必须使用更一般的可压缩流动方程。

      数学上表示说, 流体包裹的密度ρ不会改变,因为它在流场,即中移动,不可压缩,

约束简化的方程
      (D / D)T是大量的衍生工具,这是本地和对流衍生工具的总和。这种额外的约束简化的方程,特别是当流体具有密度均匀的情况下。

      对于气体流量,以确定是否使用可压缩或不可压缩流体动力学, 马赫数流进行评估。作为一个粗略的指南,可压缩的影响可以忽略马赫数约0.3以下。对于液体,不可假设是否有效取决于流体性质(特别是流体临界压力和温度)和水流条件(实际流量压力变得如何接近临界压力)。 声学问题始终需要让可压缩,因为声波是压缩波,通过它们传播介质的压力和密度的变化。

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作者:德耐尔@9159金沙游艺场  空压机修订日期:2011-10-10
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