力学为什么不属于物理学的范畴内？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-01 14:45 标签： 理论力学和高中物理有关系吗

《流体力学基础_1流体的宏观模型和物理属性(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学基础_1流体的宏观模型和物理属性(1)（28页珍藏版）》请在人人文库网上搜索。

1、流体的宏观模型和物理属性主要内容：流体的连续介质假设流体的主要物理性质流体的宏观模型和物理属性匚1流体质点（微团）A宏观（流体力学处理问题的尺度）上看，流体质点足够小， 只占据一个空间几何点，体积趋于零。：微观（分子自由程的尺度）上看，流体质点是一个足够大的 分子团，包含了足够多的流体分子，以致于对这些分子行为 的统计平均值将是稳定的，作为表征流体物理特性和运动要流体的宏观模型和物理属性匚1连续介质假设连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占 满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连 续分布的连续介质假设是近似的、宏观的假设，它为数学工具的 应用提供了依据，在其它力学学科也有广

2、泛应用，使用 该假设的力学统称为“连续介质力学”。除了个别情形外 ,在水力学中使用连续介质假设是合理的连续介质假设为建立流场的概念奠定了基础：设在r时刻， 有某个流体质点占据了空间点将此流体质点所具有 的某种物理量（数量或矢量）定义在该时刻和空间点上， 根据连续介质假设，就可形成定义在连续时间和空间域上 的数量或矢量场Q九和用殳淨 f a. 一上一： 一_ 厶 _ - 一7亠 1 J 一亠- A d亠流体的宏观模型和物理属性流体的主要物理性质惯性惯性是物体保持原有运动状态的特性质量是物体惯性大小的量度密度单位体积流体的质量，用p表示，单位为kg/nP氏斗训叔女孝M Llfs流体的宏观模型和物理

3、属性流体的主要物理性质压缩性作用在流体上的压力变化引起流体的体积或密度变化p+p体积压缩率，单位为Pa相对压缩值与压强增量的比值_-dV/V _dp/? dpdp体积模量，单位为Pa体积压缩率的倒数K亠 3 =出 k -dV/V dplpK越大，越不易被压缩。流体的宏观模型和物理属性流体的主要物理性质常温下，水的体积模量 = 2.0xl09Pa相对压缩（或密度增加）1%,需要增压Ap = -KAVV= -2.0xl09x(-l%)=2.0xl07Pa约为200个标准大气压，约为2000m水柱一般情况下可以认为水是不可压缩的氏斗训叔女孝M Llfs膨胀性体积膨胀系数，单位为Ki 在一定压强下，升

4、高单位温度所引起的相对膨胀值dV/VdT又称为粘滞ty单位面积上的内摩擦力Udu oT OC -_血 动力粘滞系数流速梯粵与固体间滑 动摩擦力的粘性当流体处在运动状态时，若流体质点之间存在着 相对运动，则质点间要产生内摩擦力抵抗其麵唾动）, 这种性质称为流体的粘滞性。牛顿平板实验：实验表明，内摩擦应力（切应力）牛顿内摩擦定律2先。W作层流运动的流体，相邻流层间单位面积上所作用的内摩擦力与流速梯度成正比,同时与流体的性质有关。 1 a iai_ 一 1一 _ - 一 _ 一 -已知流速分布如下图所示的3种情况：（1）矩形分 布；（2）三角形分布；（3）抛物线分布。试定性地画出各 种情况下的切应力

5、分布图。li关于牛顿内摩擦定律的几点讨论(1)du _ dBd&亦二胁即2壮切应力与流体的剪切变形速度（率）成正比证明：如图故dO u tan(dO)=dO _ dudt dyducltdy运动流体抵抗剪切变形的能力（产生切应力的大小）体现在变形的速率上，而不是变形的大小（与弹性体的不同之处）。关于牛顿内摩擦定律的几点讨论（2）动力粘滞系数反映流体的性质对摩擦力的影响。单位：N s/m?或Pa-s。另一个常用v = -P单位：m2/s,称为运动粘滞系数。动力粘滞系数的主要影响因素有：流体的种类、流体的温度（对于液 体，随温度升高，动力粘滞系数减小；而对于气体，随温度的升高， 动力粘滞系数增大）

6、氏斗训叔女孝jet*- 丄_ - 一一 上 _ - 一% 片仆命 MHk %（3）牛顿流体与非牛顿流体般把符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体（属于水力学研究的范畴），反之称为非牛顿流体（属于流变学研究的范畴）。A线表示牛顿流体，当流体种类一定、B温度一定时，U二const ,切应力与剪 切变形速度成正比B线表示宾汉塑性流体，如泥浆、血浆等C线表示伪塑性流体，如尼龙、橡胶的溶 液、颜料、油漆等D线表示膨胀性流体，如生面团、浓淀粉糊 等（4）流体的粘滞性是流体运动产生能量损失的主要根源实际流体与理想流体的概念理想流体假设忽略粘性影响实际上就是忽略切应力，切应力T理想流体假设是忽略粘性影响的假设，

7、可近似反映粘性作用不大 的实际流动，粘性作用不大是相对于其它因素的作用而言的。duA是流体的客观属性，所以往往是在变形速率不大的区域将实际流体简化为理想流体。我们将会看到，是否忽略粘性影响将对流动问题的处理带来很 大的区别，理想流体假设可以大大简化理论分析过程。作用在流体上的力一.质量力质量力分布在流体质量（体积）上，是一种远程力 我们定义的质量力为力的质量密度f,即单位质量流体所 承受的质量力加速度设体积为的流体团，其质量 为加，所受质量力为AF,则f 二 lim AFavto AmSO酌含义,按连续介质假设，即为流体团趋于流体质 点。所以质量力是定义在流体质点上的。二.表面力表面力分布在流

8、体面上，是一种接触力定义表面力的面积密度，即单位面积上流体所承受的表 面力*应力设面积为AA的流体面元，法向为n ,指向表 =UmAP 面力受体外侧，所受表面力为AP,则应力_竺辿1AAtO |的含义为面元趋于面 元上的某定点，所以应力是 定义在流体面上一点处的。同一点处的应力还与作用面 的方位有关，所以须将作用 面的法向用脚标指明。、-*应力Pn是矢量，可向作用面的法向或切向投影，分解成 法应力和切应力。凡谈及应力，应注意明确以下几个要素： 哪一点的应力； 哪个方位作用面上的应力； 作用面的哪一侧流体是研究对象（表面力的受体）， 从而决定法线的指向； 应力在哪个方向上的分量。本章重点流体的连续介质假设流体质点（微团）连续介质假设的合理性流体能承受压力,抵抗压缩变形一般条件下水的不可压缩性粘性牛顿内摩擦定律理想流体假设

我要回帖

更多关于 理论力学和高中物理有关系吗 的文章

 

随机推荐