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1、5 单相流分析,5.1 单相流输运方程 5.2 单相流水力学分析5.3 单相流传热分析,假设是流体是连续的,20:43:49,方程体系,2,5.1单相流输运方程,质量守恒动量守恒牛顿第二定律能量守恒热力学第二定律,A fluid is any body whose parts yield to any force impressed on it, and by yielding, are easily moved among themselves.Isaac Newton, from Section V, Book II of the Principia, 1687,20:43:49,方程体系
2、,3,质量守恒微元体分析,20:43:49,方程体系,4,质量守恒方程,20:43:49,梯度和散度,5,质量守恒方程,20:43:49,方程体系,6,x方向动量微元分析,20:43:49,方程体系,7,x方向的切应力张量,20:43:49,方程体系,8,x方向的动量守恒,20:43:49,方程体系,9,x方向的动量守恒,20:43:49,方程体系,10,法向应力可以分解成压力和粘力,定义剪切应力张量,20:43:49,方程体系,11,三个方向的动量方程,20:43:49,方程体系,12,Navier-Stokes方程,20:43:49,方程体系,13,Navier-Stokes方程,20:4
3、3:49,方程体系,14,讨论,不可压缩流体,20:43:49,方程体系,15,证明：,20:43:49,方程体系,16,证明：,20:43:49,方程体系,17,证明：,20:43:49,方程体系,18,证明：,20:43:49,方程体系,19,整理一下：,20:43:49,方程体系,20,讨论,不可压缩流动进一步：无粘流动,20:43:49,方程体系,21,能量守恒方程,20:43:49,方程体系,22,20:43:49,方程体系,23,能量守恒方程,其中右侧: 第一项是对流项； 第二项是相邻微元体之间的导热传热项； 第三项是微元体内的热源产生项； 第四项为可逆过程压力所作的功 第五项为粘性力所作的功，也称为耗散能 第六项为质量力所作的功,20:43:49,方程体系,24,进一步,20:43:49,方程体系,25,小结,从微元体分析入手质量守恒方程动量守恒方程能量守恒方程,20:43:49,方程体系,26,作业,5.1 如图所示，有一个喷嘴将水喷到导流叶片上。喷嘴出水的速度为15m/s，质量流量为250kg/s，导流叶片角度为60，试计算：（1）导流叶片固定不动所受到的力（2）导流叶片在x方向以速度5m/s运动的情况下受到的力。,20:43:49,方程体系,27,5.2 判断以下速度分布是否满足不可压缩流动，为什么？5.3 不可压缩流动密度一定是常数吗？为什么？,
