第二章流体静力学(JPG)ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,平均流体静压强,M,点流体静压强,第二章 流体静力学,2.1,流体静压强及其特性,两种平衡状态：绝对平衡和相对运动,平衡状态,流层与流层之间无相对运动,(,du,=0),作用在平衡流体上的表面力只有法向力,研究平衡问题静压强分布规律,平均流体静压强第二章 流体静力学2.1 流体静压强及其特性两,2.,流体静压强的重要特性,流体静压强所产生的静压力的方向必然沿着作用面的内法线方向。,（静压强作用的垂向性）,平衡流体中某点上流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关。,（静压强的各项等值性）,(,证明如下,),2.流体静压强的重要特性 流体静压强所产生的静压力的方向必,表面力,质量力,表面力质量力,质量力各坐标轴分量,微元四面体平衡条件,得,质量力各坐标轴分量微元四面体平衡条件得,0,0,结论：,作用于平衡流体中任一点上的流体静压强的大小与过该点的作用面在空间的方向没有关系,只与空间位置坐标有关,是空间位置坐标的连续函数,即,p,=,p,(,x,y,z,),。,当微元四面体体积,0,dx,dy,dz,0,结论：当微元四面体体积0,dx,dy,dz0,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,x,方向的表面力为,同理，,y,z,方向的表面力为,x方向的表面力为同理，y,z 方向的表面力为,Thus it is not the pressure but the,pressure gradient,causing a net force that must be balanced by gravity or acceleration or some other effect in the fluid.,Hamilton Operator:,Thus it is not the pressure bu,Body Force:,Surface Forces(due to viscous stresses):,By Newtons Law:,Body Force:Surface Forces(due,If the fluid is at rest or at constant velocity,上式称为,流体静力学平衡微分方程,或,Euler,平衡微分方程,数学家,L.Euler,于,1775,年首次给出。,If the fluid is at rest or at,2-3,重力场中的流体静压强基本公式,1.,重力场中不可压缩均质流体的静压强基本公式,2-3 重力场中的流体静压强基本公式1.重力场中不可压缩,静止流体中任取两点,1,、,2,重力场不可压缩均质,流体静压强基本公式,。,物理意义,：重力场中静止流体内任一点处,单位重量流体的压强势能,p,/,与位置势能,z,之和等于常数。不可压缩均质流体静压强基本公式。,Oxy,称为基准面。,静止流体中任取两点1、2重力场不可压缩均质流体静压强基本公式,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,2.,大气压强、绝对压强、相对压强、真空度,计算流体静压强的基准：完全真空和大气压强。,完全真空：,是理想中无任何物质存在的空间的压强,(,绝对零压强,),。,绝对压强：,以完全真空为基准的压强,(,p,abs,),。,相对压强：,以当地大气压,(,p,a,),为基准的压强,又称表压强,记为,p,。,真空压强,：流体绝对压强小于当地大气压强产生真空的程度,又称真,空度。,以液柱高度来表示,2.大气压强、绝对压强、相对压强、真空度计算流体静压强的基准,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,3.,质量力势函数和有势质量力,3.质量力势函数和有势质量力,在有势力场或保守力场中,作用在质点上的质量力所作的功与质点所经过的路径无关,只与质点的起点、终点位置有关。因此,对于任一有势力场,存在某一函数,W,=,W,(,x,y,z,),其全微分,d,W,等于单位质量力所作功,即,函数,W,=,W,(,x,y,z,),称为,质量力势函数,，它满足下列条件,在有势力场或保守力场中,作用在质点上的质量力所作的功与质,该式表明,：质量力必须是有势力。作用在静止常密度流体上的质量力必须是有势力，只有在有势力作用下才能平衡。,该式表明：质量力必须是有势力。作用在静止常密度流体上的质量力,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,4.,等压面及其性质,等压面,:,平衡流体中压强相等的各点组成的面,即,p,=,cons,t,dp,=0,。,上式为,等压面微分方程,。物理意义,:,点,M,(,x,y,z,),的流体质点沿等压面移至,M,1,(,x,+,dx,y,+,dy,z,+,dz,),处时质量力所作功为零。,等压面的性质：,a,.,等压面也是等势面,:,4.等压面及其性质等压面:平衡流体中压强相等的各点组成的,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,5.,静压强的计算单位,静压强的计算单位有三种：,应力单位 牛,/,米,2,(Pa),、公斤力,/,米,2,(kgf/m,2,),。,大气压单位 工程大气压,(atm),，,1at=9.810,4,Pa,。,液柱高单位 以水柱或水银柱的高度表示压强的大小。,5.静压强的计算单位静压强的计算单位有三种：,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,第二章流体静力学(JPG)ppt课件,