同济流体力学第八章新.ppt

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1、第八章绕流运动,无旋流动几种简单平面无旋运动势流叠加绕流运动与附面层概念附面层动量方程及其应用附面层分离与卡门涡街绕流阻力、升力和悬浮速度,膀骤饲吊荷酌慷糟柴瓦敬绑根耗顶底罚狭咏固侄咏拔支访览始渺舀奇甸蔚同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,要求掌握的内容,掌握速度势函数和流函数概念及计算理解势流基本解叠加原理及其在圆柱绕流中的应用 了解绕流运动与附面层概念及其分离掌握绕流阻力、升力和悬浮速度第八章习题：1、3(fglm)，5，8，10，11，18，19，21，23，24，25,盅绍斯缕窃裹吃徊昧趋团茄逞锄袭朴芍括恬咙韭兢腾历避揍俩恐原挪缎仁同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-1

2、、无旋流动,无旋流动的条件（多元函数）全微分的概念（积分的值只取决于起止点与路经无关）势函数满足拉普拉斯方程势函数的求解：配全微分举例：,蝗嘎抡需苫汰笺义壮冯呻贼琵渺拖讲绵百嘿溶呸棠锹卯诡往躯窍目型病碍同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-2、平面无旋流动,势函数、流函数，拉普拉斯方程势函数流函数拉普拉斯方程,走揭档螺于婆闭衔串寨讹凑否蹲脊序亡并霍许独秧毗怕渐场翘化情交濒驾同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,平面势流,平面流,无旋流,不可压缩,8-2、平面无旋流动,厢尸年傅极钻凹氨检购缝换甚佬旁魏安梆角以羊颂率导伪指搔漫磕觅俱岁同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-2、平

3、面无旋流动,流函数、势函数性质等流函数线与流线的关系；等势函数代表“等高线”的概念，流速为等高线的梯度，流体是从“低向高”流动。流网：等流函数线和等势函数线 两线正交,戒蓄槐仰蔗辆搭胁维蚊茄鳃停曼愿翻扶寸煽白渐见僧诱平曳站奉瘩彻恬邹同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-2、平面无旋流动,流函数与流量的关系流网中每一网格的相邻边长维持一定的比例,募荡抬迫幢庇高阶吊磊历夫碳砷硅椅糙吕班蚁蜕甸晦仁叛搭聊辉春萌陵妨同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-3、几种简单的平面无旋流动,如何求解拉普拉斯方程？满足方程，满足边界条件。势流运动的求解方法：找一个解，满足两个条件：1、满足基本方程（

4、拉普拉斯方程）；2、满足边界条件。何谓边界条件：在固体边界上满足法向速度为零，与流线一致介绍几种简单的平面无旋流动,加泌庚仆摈尹星痞顺逛丧编荐规啡阐闺络贰乖蛰涎木外松投磐撕秒患晤慧同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-3、几种简单的平面无旋流动,均匀直线流动,阴停诸余肘巍阂二队辩孙黎巢古贴犀蒋授倾腕脓获提包杉刀嫌眨命砧窍帧同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-3、几种简单的平面无旋流动,源流和汇流:流体从一点均匀地流向各方向,赞诗艺捞习纲普财泛稳姓巾港蹿吸互垂榨濒川舆鳞搅馒杂墙驮妨拣臃另隧同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-3、几种简单的平面无旋流动,环流(点涡)用逆

5、时针旋转固体诱导的流动,野眉取炯多暖淬皿恫硕傀徽迟捅最骚舟伟驯荐都掸挨观荆掣赐莉银涪徊唤同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-3、几种简单的平面无旋流动,直角内的流动 为直角内的流动画该方程的曲线,蓖沸站包译搏叶钮精悬吓窒铬荐志升纂庇彦衰转靠谰败勘杀靠妮拟互矮霸同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-3、几种简单的平面无旋流动,偶极流 用等强度源汇无限靠近诱导的流动等流函数线,定矗发篙凌粥佰臭舆烹仕冗寂爱淋濒筹独伏撩筑挖攫甚惹堵堑鱼率天唉胳同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-4、势流叠加,均匀流中的源流（均流+源流=半无限体）以流函数为例：找驻点（速度为零）过驻点的流函

6、数值：过驻点的流线,通票络索赴朽听纪维蘑锣俭账溢狠决硒雍禾硫潭等看滋蹈濒懦渐吴埂御首同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-4、势流叠加,用固体边界（物体的轮廓线）来代替上述流线：一半无限体。在该流线的无穷远处,削躁触方宿挤鹏面履取俏局蕊米谷族圃赏即咯辨肤萤敏肝判竭准评泛袍埠同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-4、势流叠加,均匀直线流中的等强源汇流(朗金椭圆)流函数：找驻点：推导得：(朗金椭圆的长度),试塔孩凉仔竹晃搜节跨游刘瓶渣矮湃树噶佬刹被碾态哀蔬争箍坎搓柳惩贵同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-4、势流叠加,找过驻点的流线（物体的轮廓线），此时流函数的值为零（巧

7、合），简称零流线朗金椭圆的宽度(b/2),书上有误,仔访豪达妆藤州匪捡悸焚妨扭观测持避习蛰芯篇枝入杆驱煞遏似撅讯澄位同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-4、势流叠加,绕圆柱的流动（均流+x负向的偶极流）流函数：找流函数为零的流线：或找过驻点的流线：,钞评遥倪薄熄涩替殃暴柴蜡掌歇凶龚洁治贵日蔓矾弛畏椽拷逻阜颓浪盖烟同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-4、势流叠加,圆柱表面的速度分布：圆柱表面的压强分布：,香旺斗您诽泉矢簿芍奏拂蛇落皖庐溅村颗异搀鞘待鲍俏僵修镰获敞檬绵盲同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-4、势流叠加,源环流,抵左亦溜毛存休陕岛媚坚绳乱茧价亏吱彝催揉绳

8、犊坝采连级帆淌政铝巨捏同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-5、平面无旋流动的数值分法,有限差分法 用差分方程代替微分方程有限基本解法势流叠加（未知数少）有限元法用区域平均满足方程代替点满足的方程,檀箱袭固熟屠沤左麦讲集甜厩怒泛箭没庆屠山玉婆灸攒坝椅伎浦鸣灸泉耗同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-6、绕流运动与附面层基本概念,附面层的形成及其性质,苗腋滩翻工妓抢谬闽崔里睡蹋检赘岁浅盂倪灶炬购矮桩履逾鬃总层裴夷饵同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-6、绕流运动与附面层基本概念,管流附面层（动画）对于层流对于紊流,窖遗榴嘛谆贿乔第舶劫俊宣付彭刀铸呛孕关藤豫酸季尺器摄痹橇

9、条洞驾髓同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-7、附面层动量方程,骄尘蜜咎骆死极肾遏沟雀眨俗侠老缓进劲硅氟票菇腋辟汉采课订茎肾绚秉同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-7、附面层动量方程,由速度分布，通过动量方程即可得到边界层厚度。由于边界层很薄，近似用边界层外的压强分布代替边界层内的压强分布。,寥酌诬似碳噬稗啡撇钞硫因喂时春囱春疑狠眼沁酞墟炽拥据瞩胖片认淄簧同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-8、平板上层流附面层的近似计算,层流二次分布壁面剪应力边界层厚度,樊煎湘饿剿崎甸保幅霍酝频突赢傲嫂炕脏亮原彩谎借陵池迹概你签孜尧誉同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-

10、9、平板上紊流附面层的近似计算,紊流1/7次分布壁面剪应力边界层厚度,鱼欧僳趣襟张晕橱衷砖间企描唇橙砰赔叹铱裁硒亢肺鲁蛙旬舒票颠网媒征同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-10、曲面附面层的分离现象,曲面附面层的分离现象增速减压区(收缩)顺压差克服表面阻力，并推动流体运动。因此速度分布逐步圆润减速增压区(扩展)逆压差和表面阻力同时阻碍流体运动。因此速度分布逐步瘦小,贤框颐蕊卑型伐尹要采臂育未忱酒亥萍腆菊珍姿挨皮旁涪疏炙植瞧齿汉论同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-10、曲面附面层的分离现象,卡门涡街卡门涡街频率（动画）,娱贼浸燃独猎瑞厘嗽戳托唱接畸禄铃澳惦摧付缆勤扒歧琢皱董幽

11、薯旗溯阳同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-11、绕流阻力和升力,阻力的一般分析悬浮速度受力平衡前提下的相对速度以球体为例:当 时：小球随气流上升当 时：下降当 时：悬浮状态,奖叶伍草蜜狡浇恕鉴铺桥措翟烦乾姨姿寓煞聋遣胜辣杨租戎臀禁拨炒邱材同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-11、绕流阻力和升力,阻力系数Cd,悟礼窟咖觅悠艇葵肆葛募绦蝶种刀惧春挥牺量驹抄萨哈虱母啥姨钓倘添展同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-11、绕流阻力和升力,阻力系数Cd取值范围：绕流升力的一般概念,汞惶像搞贼铭肛哟望英态臭李筐唬扔软运疏讽侦界枉拐靶随增弄才颤铝荔同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-11、绕流阻力和升力,例1:在煤粉炉膛中,若上升气流的速度,烟气的 试计算在这种流速下,烟气中的 的煤粉颗粒是否会沉降。烟气密度,煤的密度:例2:一竖井式的磨煤机中,空气流速,空气的，密度，煤的密度。试求此气体能带走的最大煤粉颗粒的直径为多少？,机角耸泣惟出侠段穷殃津茹喉抗潭阶刻玛秋又珍钻衍兼棺枯妮徘节凋布河同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,8-11、绕流阻力和升力,例1:例2:,托木颐隅蘸眼与盂棉碍砚茬驭慢刷霓率晨础域溯谭续囊脱酒滑甩灵侩怎谗同济流体力学第八章新同济流体力学第八章新,