大学流体力学课件8-第二章流体静力学第一节.ppt

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1、第二章 流体静力学,研究:静止流体的力学规律及其应用 内部压强分布规律 与固体之间的相互作用力静止:绝对静止 相对于固接于地球上的坐标系 相对静止 相对于固接于容器上的参考坐标系 流体质点间,质点与固体壁面间均无相对运动静力学内容特点:(1)不必考虑粘性（粘性表现不出）(2)一般不考虑压缩性（气、液均可）,第二章 流体静力学,本章重点内容:作用在流体上的力 静压强的两个基本特性 流体静力学基本方程 等压面特性及其应用 平壁、曲壁受力计算,2-1 流体静压强及其特性,一、作用在流体上的力的分类二、流体静压强三、流体静压强的特性,2-1 流体静压强及其特性,一、作用在流体上的力的分类作用在流体上的

2、力的分类 根据流体受力的作用方式不同而分类（便于受力分析）,2-1 流体静压强及其特性,一、作用在流体上的力的分类表面力:作用在流体表面,且与作用面的大小成正比的力;质量力:作用于流体每一质点上,且与质量成正比的力单位质量力:单位质量流体所受到的质量力,2-1 静压强及其特性 一、作用在流体上力的分类,1表面力：表面力是作用在所研究的流体（或分离体）表面上，其大小与表面积成正比的力 如静止液面所受到的大气压力，流体分离体表面所受到的力等。表面力按其作用方向又可分为两种：法向力和切向力 法向力作用方向与作用面垂直，如液面大气压力；切向力作用方向与作用面相切，如流体的粘性力。,2-1 静压强及其特

3、性 一、作用在流体上力的分类,1表面力：,2质量力：作用于所有流体质点上，且大小与流体质量成正比的力，如重力和惯性力。均质流体的质量力是和流体体积成正比的。质量力通常又以单位质量所受到的质量力表示，称为单位质量力。,2-1 静压强及其特性 一、作用在流体上力的分类,3单位质量力：单位质量流体所受到的质量力:所研究流体的总质量:所受到总的质量力，单位质量力，则有:若将牛顿第二定律写成如下的表达式 可见，单位质量力具有加速度的量纲和意义。,2-1 静压强及其特性 一、作用在流体上力的分类,3单位质量力：单位质量流体所受到的质量力 通常，将单位质量力表达成在直角坐标系中的三个轴向分力:,2-1 静压

4、强及其特性 一、作用在流体上力的分类,2-1 静压强及其特性 一、作用在流体上力的分类,3单位质量力：单位质量力例：仅重力作用下，质点所受的单位质量力：,单位质量力例：匀速转动的水桶,2-1 流体静压强及其特性,2-1 流体静压强及其特性,一、作用在流体上的力的分类二、流体静压强,2-1 流体静压强及其特性 二、流体静压强,量纲：常用单位：SI:工程单位:,2-1 流体静压强及其特性,三、流体静压强的特性特性一:p的方向是作用面的内法线方向；特性二：任意点p 的大小与作用面的方位无关。,2-1 流体静压强及其特性,三、流体静压强的特性P的两个特性的证明：特性一的证明:反证法,2-1 静压强及其

5、特性 三、静压强的特性,特性二的证明:取微元四面体，受力分析表面力,2-1 流体静压强及其特性 三、静压强的特性,质量力,2-1 流体静压强及其特性 三、静压强的特性,各方向作用力应平衡即有：,2-1 流体静压强及其特性 三、静压强的特性,以x方向为例：由得(n,x)为倾斜平面的外法线方向与x 轴的夹角。代入且质量力为高阶无穷小，略去，得同理，在y、z 方向可得故有,2-1 流体静压强及其特性,由特性一知，静止流体表面力只有p;由特性二知，流体静力学问题可归结于,2-1 流体静压强及其特性,小结：作用在流体上的力可以分为两大类：表面力 质量力 单位质量力流体静压强的两个基本特性：p的方向为作用面的内法线方向；任意点p 的大小与作用面的方位无关,