Transcript 第12讲

流体数据的图示说明
• 剖面图——剖面图表示一个
标量（或只可用数量级图示
表示的向量）的数值特性是
如何在流域内向着一些预期
的方向改变的。（温度，压
强和密度）
• 矢量图——矢量图就是用来
表明在某一时刻矢量的大小
和方向特性的一系列箭头。
矢量图
• 二维流域;汹涌的并且不
稳定的，平均持续时间
长被绘制成图。a)流线
型的，b）流速矢量，
分离流域的闭合观点。
等高线图示
• 等高线图呈现标量的常量值
或者矢量的数量级在某一瞬
时曲线。等相关线图表示压
力,温度,速度大小 ,种类浓
度, 紊乱等。
• 等高线——用不同的颜色填
充等高线图来表明不同高度
特性的简单曲线。
运动方式
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a)平移
b)转动
c)拉伸变形（线性变形）
d)剪切变形
速度=平移率
角速度=旋转率
线性变形率
剪切变形率
漩涡和转动
• 漩涡是流动质点转动的一种方式，并且等于流动
质点的二倍角速度。
• 与轨迹，边界层有关的转动流体单元流经涡轮机
组（风扇，蜗轮，压缩机等），并且流动过程伴
随着热交换。
• 流体单元的漩涡除了通过粘质作用，不均速的加
热（温度梯度）外不能发生改变
漩涡
• 对于在xy平面内二维空间的流
动，漩涡矢量总是指向z方向或
-z方向。
• 这个例子说明，旗状流动质点
在xy平面内运动时按照逆时针
方向转动；它的漩涡指向正Z
方向，如图所示。
• 漩涡域ζz的等高线图是由于流
动撞击岩石，产生流体力学计
算；只有图示上半部是对称的。
黑暗区域代表着大量的负涡,灰
色区域代表大正涡.
雷诺输送定理（RTT）
• 热力学和固体力学中,我们往往在同一个系统(也称
为封闭系统), 定义固定特性物质的数量。
• 流体动力学中,比较常用控制体积(也称为开放系统)
定义为一个空间区域进行研究.
• 系统的大小和形状在过程中可能发生改变，但是
不会超出界限很多。
• 一个控制体积，从另一个方面，如果允许跨边界
的大量流入或流出，则被称为控制面。
• 控制体积还可能在进程中移动和变形,但有很多在
现实中的应用涉及固定，非可变的控制体积。
系统与控制体积
• 分析喷雾罐中除臭剂喷雾
的两种方法：（a）我们根
据流体的运动和变形。这是
系统的方法，没有大量的跨
越边界，并且系统的全部质
量保持衡定。（b）考虑罐
中的固定内部容积。这个控
制体积方法大量跨越边界。
RTT（雷诺传输定理）
• 流体力学的大多数原理适用于固体力学，其中对
系统来说解决广泛特性的时间变动率是明确的。
• 在流体力学中，通常更便于应用控制体积，因此
需要知道控制体积改变和系统改变的关系。
• 系统和控制体积之间在广泛特性的时间变动率雷
诺输送定理进行了表述，它规定了系统和控制体
积之间的链接。
• RTT以英国工程师奥斯本·雷诺（1842——1912）
而命名，他曾为流体力学的应用作出很大贡献。