流体动力学(控制体雷诺输运定理)-流体力学.ppt

5.1控制体和系统5.2雷诺输运方程,前面解决了流体运动的表示方法,但要在流体上应用物理定律还有困难.欧拉方法描述的对象是空间的点,而牛顿定律的研究对象必须是质量不变的确定物体.这需要一些转化方法,本节来解决这个问题.,5.1.1 体系,什么是体系?在力学和热学中，基本物理定律适用的对象是一个选定的物质系统,具有以下特征:该系统始终由一定量的物质组成；系统的边界把自己同周围的外界物质分开；系统边界既可以固定不动，也可以运动，而且系统的形状和系统所占据的空间都可以随时间发生变化；可以透过系统边界和外界有功和热量的交换,但绝无质量的交换。,体系,按物质系统的这些要求，当把上述基本物理定律应用到运动流体时，势必要追踪一个选定的流体系统的整个运动历程不可.这样的物质系统称为体系,又称“闭口系统”,体系,体系,体系,体系,控制体,什么是控制体?是由选定的、几何上封闭的界面（称为控制面）所围的空间体，相对于坐标系固定不变。控制面可以是物体的壁面或者是假想的界面，与外界不仅可以透过控制面的功和能量的交换，而且允许有质量的交换（又称开口系统）。控制体的形状，大小可视问题的需要而变化，可以是有限体积大小的控制体，也可以是微元控制体。,控制体,控制体与体系的区别,如何将适用于体系的牛顿定律等应用于控制体?,5.2雷诺输运定理,5.2雷诺输运定理,CV,CS,I,II,III,5.2雷诺输运定理,dNsNs(t+dt)-Ns(t)=NIII(t+dt)+NII(t+dt)-NI(t)+NII(t),=NII(t+dt)-NII(t)+NIII(t+dt)-NI(t),I,II,III,5.2雷诺输运定理,当dt0时，II区与原控制体体积相同，I区为CS1面流进的物理量，III区为CS3面流出的物理量.,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,CV,CS,5.2雷诺输运定理,