4-1理想流體的運動方程4-2實際流體的運動方程4-3流體能量方程上講復(fù)習(xí)：流體動力學(xué)基礎(chǔ)重點伯諾里方程的物理意義伯諾里方程的使用條件伯諾里方程與連續(xù)性方程的聯(lián)合應(yīng)用

4-4總流的動量方程1用歐拉法表示的動量方程式——求運動力K——表示物體的動量特別適用于求解某些流體與固體的相互作用問題。質(zhì)點導(dǎo)數(shù)在質(zhì)點系動量定理表述為：系統(tǒng)內(nèi)的流體動量對時間的導(dǎo)數(shù)等于作用在系統(tǒng)上所有外力的矢量和§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用21’2’2’1’流體從控制體1-2流入流出t時刻：K（1-2）=k（1-1’）+k(1’-2)tt+△t時刻：K（1’-2’）=k(1’-2)(t+△t)+k（2-2’）△t時間內(nèi)流進動量（1-1’）段△t時間內(nèi)流出動量（2-2’）段位變項時變項△t時間內(nèi)動量的增量為：△K=k(1’-2’)-k（1-2）=k（2-2’）-k（1-1’）+k(1’-2)△t§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用3對一維定常流動用平均速度表示的動量方程式§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用4使用條件：不可壓縮定常流動，質(zhì)量力只有重力，兩個斷面是均勻過流斷面，兩個斷面之間無支流§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用51、建立坐標系，分析作用在流體上的力動量方程式的應(yīng)用RRxRyp1p2p1p2v1v2θ1θ2A1A2（一）求密度為ρ流量為Q的流體對管道的作用力2、列x方向的動量方程

列y方向的動量方程3、流體對管道的作用力的大小4、合力的大小和方向：§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用6yRxRxRxRyRyp1p1p1p2p2p2v1vvvvv2xxxyy直角變徑彎管直角等徑彎管反向等徑彎管RxRxRxp1p1p1p2p2p2v1v1vvv2v2xyyy逐漸收縮管等徑直管突然擴大管六個特例§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用7RRxRyp1p2p1p2v1v2θ1θ2A1A2（1）（2）（3）§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用8（4）因此切應(yīng)力伯諾里方程（5）Rx實質(zhì)上是作用在管壁上的摩擦力§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用9已知閘門寬度B=6m，閘門前水深H=5m，閘門開口高度h=1.1m，閘門后收縮斷面水深hc=1m，流量Q=30m3/s,不計摩擦損失，求水流對閘門的推力。[解]建坐標系，選擇控制體，受力分析，列動量方程yxF0FcR動量方程式的應(yīng)用（二）求矩形平板閘門下出流。密度為ρ流量為Q。水流對閘門的推力（R’）：需求作用力和速度§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用10yxF0Fc流速均勻過流斷面滿足靜壓方程，使用靜力計算方法水流對閘門的推力：§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用11（三）§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用12[特例1]對θ=90o的擋板的沖擊力[特例2]對θ=180o的擋板的沖擊力yyxxvvvvvRxRxv§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用13（四）受力體有相對運動右圖，曲線板向右勻速運動控制體是運動的相對速度§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用14§4-4流體動力學(xué)基礎(chǔ)-總流動量方程及應(yīng)用15第四章結(jié)束總結(jié)：伯諾里方程的物理意義伯諾里方程的使用條件伯諾里方程與連續(xù)性方程的聯(lián)合應(yīng)用水泵、風(fēng)機和水輪機等的功率計算方法作業(yè)T4-10、T4-19、T4-25§4流體動力學(xué)基礎(chǔ)16流體力質(zhì)量力面力（表面張力）§1

前言流體力學(xué)模型理想流體，不可壓流體，連續(xù)介質(zhì)，牛頓流體性質(zhì)慣性粘性（牛頓內(nèi)摩擦定律）壓縮性前四章復(fù)習(xí)17§1

前言粘性（牛頓內(nèi)摩擦定律）前四章復(fù)習(xí)與兩板之間的微小距離成反比：推動上板的外力F與其運動速度U及摩擦面積A成正比：比例常數(shù)與充入兩板之間的流體種類及其溫度壓強狀況有關(guān)平板拖拽實驗切應(yīng)力速度梯度設(shè)速度分布為則切應(yīng)力18前四章復(fù)習(xí)§2流體靜力學(xué)2-1平衡流體上的作用力2-2流體平衡的微分方程2-3重力場中的平衡流體2-4靜壓強的計算與測量2-5平衡流體對壁面的作用力19質(zhì)量力表面力沿切線方向的表面力沿法線方向的表面力：壓強平衡重力場中的平衡（流體對地球無相對運動）相對平衡（流體對運動容器無相對運動）重力§2-1流體靜力學(xué)-作用力前四章復(fù)習(xí)20歐拉平衡方程式§2-2流體靜力學(xué)-流體平衡的微分方程連續(xù)、均質(zhì)的不可壓縮流體，密度或重度是恒定常數(shù)，在流體連續(xù)區(qū)域內(nèi)積分，則重力場中流體的歐拉平衡方程測壓管水頭，單位重量液體具有的總勢能21如圖所示寬度為B、高度為H的平板矩形閘門，因為其形心在C的矩形的中點，得到總壓力結(jié)論總壓力的大小等于壓強分布圖的面積乘以寬度——壓力棱柱的體積；作用點在壓力棱柱的重心位置（對在液體中直立或傾斜的平面都同樣適用）總靜壓力的圖解法§2-5

流體靜力學(xué)-對壁面的作用22柱面上的流體靜壓力如圖，柱面在坐標面上投影為一條曲線，因而沿方向沒有作用力。合力大小為合力方向為柱面上的流體靜壓力在柱面上取一微元面dA,受力dF=pdA=ghdA

§2-5

流體靜力學(xué)-對壁面的作用23阿基米德原理靜止在液體中的物體（潛體和浮體）所受到的液體作用力等于它排開的液體的重量。§2-5

流體靜力學(xué)-對壁面的作用帕斯卡原理水工件水壓機原理243-1流體運動的描述3-2流體運動的基本概念3-3流體運動的分類3-4流體運動的質(zhì)量守恒方程§3流體運動學(xué)25物理量的質(zhì)點導(dǎo)數(shù)（Euler法）

對多元復(fù)合函數(shù)求導(dǎo),可得質(zhì)點導(dǎo)數(shù)質(zhì)點導(dǎo)數(shù)是數(shù)學(xué)上多元復(fù)合函數(shù)對獨立自變量t的導(dǎo)數(shù)?！?流體運動學(xué)-流體運動的描述當?shù)貙?dǎo)數(shù)(局部導(dǎo)數(shù)或時變導(dǎo)數(shù))遷移導(dǎo)數(shù)或位變導(dǎo)數(shù)質(zhì)點沒有空間變位時，物理量N對時間的變化率，反映流場的非定常性。顯然定常流動時一切當?shù)貙?dǎo)數(shù)均為零。質(zhì)點的空間位置變化時，物理量N對時間的變化率，反映流場的非均勻性26流線與跡線§3流體運動學(xué)-流體運動的基本概念流線是流場中的瞬時光滑曲線，曲線上各點的切線方向與該點的瞬時速度方向一致zxy0t1t3t2跡線跡線是某一流體質(zhì)點的運動軌跡線。它是單個質(zhì)點在運動過程中所經(jīng)過的空間位置隨時間連續(xù)變化的軌跡流管，流束，過流斷面，流量，元流，總流，定常流，均勻流，漸變流，急變流，一維，二維，三維流動27不可壓縮流體：定常流動：§3流體運動學(xué)-連續(xù)方程式連續(xù)方程式一元定常流動的連續(xù)方程式是一元不可壓縮流動的連續(xù)方程式是定常元流的連續(xù)方程式定?？偭鞯倪B續(xù)方程式定常總流的連續(xù)方程式是不可壓縮總流的連續(xù)方程式是284-1理想流體的動量方程4-2實際流體的動量方程4-4恒定總流的動量方程4