流体力学相似原理和量纲分析PPT.ppt
《流体力学相似原理和量纲分析PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《流体力学相似原理和量纲分析PPT.ppt(62页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 由于流体流动十分复杂,至今对一些工程中的复杂流动问题,仍不能完全依靠理论分析来求得解答。因此,实验常常是流动研究中最基本的手段,而实验的理论基础则是相似原理,实验资料的数据分析则要应用因次(量纲)分析。第五章第五章 相似原理和量纲分析相似原理和量纲分析飞机模型风洞飞机的气动特性飞机舰船模型水池舰船的阻力特性舰船推进器模型水洞动力特性推进器锅炉的水模型实验炉内气动特性5.1 流动的力学相似5.2 动力相似准则5.3 流动相似条件5.4 近似的模型试验5.5 量纲分析法 为使模型流动能表现出原型流动的主要现象和特性,并从模型流动上预测出原型流动的结果,就必须使两者在流动上相似,即两个流动的对应时
2、刻对应点上同名物理量具有各自的比例关系。具体来说,两相似流动应几何相似、运动相似、动力相似。本章主要介绍流体力学中的相似原理,本章主要介绍流体力学中的相似原理,模型实验方法以及量纲分析法。模型实验方法以及量纲分析法。解决流体解决流体力学问题力学问题的方法的方法数学分析数学分析 实验研究实验研究 模型实验模型实验以相似原理为基础以相似原理为基础 表征流动过程的物理量 描述几何形状的如长度、面积、体积等 描述运动状态的 如速度、加速度、体积流量等 描述动力特征的如质量力、表面力、动量等 按性质分几何几何几何几何相似相似相似相似运动运动运动运动相似相似相似相似动力动力动力动力相似相似相似相似流流动动
3、相相似似应满足的条件5.1 5.1 流动的力学相似流动的力学相似定义:模型和原型的全部对应线形长度的比值为一定常数。一、几何相似(空间相似)一、几何相似(空间相似)长度比例尺长度比例尺面积比例尺面积比例尺体积比例尺体积比例尺带“!”的表示模型的有关物理量 不带“!”的表示原型的有关物理量 或者说模型与原形的流场所有对应点上、对应时刻的流速方向相同而流速大小的比例相等。二、运动相似二、运动相似二、运动相似二、运动相似 (时间相似)(时间相似)速度比例尺速度比例尺加速度比例尺加速度比例尺时间比例尺时间比例尺定义:满足几何相似的流场中,对应时刻、对应点流速(加速度)的方向一致,大小的比例相等,即它们
4、的速度(加速度场)相似。体积流量比例尺体积流量比例尺运动粘度比例尺运动粘度比例尺角速度比例尺角速度比例尺 模型与原型的流场所有对应点作用在流体微团上的各种力彼此方向相同,而它们大小的比例相等。三、动力相似三、动力相似三、动力相似三、动力相似 (时间相似)(时间相似)力的比例尺力的比例尺总压力总压力切向力切向力重力重力惯性力惯性力四、三者间的关系四、三者间的关系 动力相似是决定运动相似的主导因素。动力相似是决定运动相似的主导因素。几何相似、运动相似和动力相似是模型流场几何相似、运动相似和动力相似是模型流场和原型流场相似的重要特征。和原型流场相似的重要特征。几何相似是流动力学相似的前提条件。几何相
5、似是流动力学相似的前提条件。运动相似是几何相似和动力相似的表现。运动相似是几何相似和动力相似的表现。五、基本比例尺、其它动力学比例尺五、基本比例尺、其它动力学比例尺五、基本比例尺、其它动力学比例尺五、基本比例尺、其它动力学比例尺 长度比例尺长度比例尺速度比例尺速度比例尺密度比例尺密度比例尺常选取常选取常选取常选取、l l、v v的比例尺为为基本比例尺的比例尺为为基本比例尺 用基本比例尺表示的用基本比例尺表示的其它其它其它其它动力学比例尺:动力学比例尺:力的比例尺力的比例尺力矩(功、能)比例尺力矩(功、能)比例尺压强(应力)比例尺压强(应力)比例尺功率比例尺功率比例尺动力粘度比例尺动力粘度比例尺
6、5.2 5.2 动力相似准则动力相似准则一、牛顿相似准则一、牛顿相似准则牛顿数牛顿数 模型与原型的流场模型与原型的流场动力相似,它们的牛顿动力相似,它们的牛顿数必定相等。数必定相等。二、各单项力相似准则二、各单项力相似准则 模型与原型的流场动力相似,则作用在流场上的各种性质的力(如重力、粘滞力、总压力、弹性力、表面力等)都要服从牛顿相似准则,即各单项力作用下的相似准则)。重力相似准则重力相似准则粘滞力相似准则粘滞力相似准则表面力相似准则表面力相似准则非定常性相似准则非定常性相似准则弹性力相似准则弹性力相似准则压力相似准则压力相似准则1.1.重力相似准则重力相似准则在重力作用下相似的流动,其重力
7、场相似。在重力作用下相似的流动,其重力场相似。代入代入 FrFr弗劳德数,是惯性力与重力的比值。弗劳德数,是惯性力与重力的比值。重力场中:重力场中:则:则:当模型与原型的重力相似,则其弗劳德数必定相等,反之亦然。这就是重力相似准则(弗劳德准则)。2.2.粘滞力相似准则粘滞力相似准则在粘滞力作用下相似的流动,其粘滞力场相似。在粘滞力作用下相似的流动,其粘滞力场相似。代入代入 Re雷诺数,惯性力与粘滞力的比值。雷诺数,惯性力与粘滞力的比值。当模型与原型的粘性力相似,则其雷诺数必定相等,反之亦然。这就是粘性力相似准则粘性力相似准则(雷诺准则)。模型与原型用同一种流体时,故:3.3.压力相似准则压力相
8、似准则在压力作用下相似的流动,其压力场相似。在压力作用下相似的流动,其压力场相似。代入代入 Eu欧拉数,总压力与重力的比值。欧拉数,总压力与重力的比值。4.4.弹性力相似准则弹性力相似准则对于可压缩流的模型试验,由压缩引起的弹性力场相似。对于可压缩流的模型试验,由压缩引起的弹性力场相似。代入代入 Ca柯西数,惯性力与弹性力的比值。柯西数,惯性力与弹性力的比值。弹性力相似准则(气体)弹性力相似准则(气体)Ma马赫数,惯性力与弹性力的比值。马赫数,惯性力与弹性力的比值。对于气体满足对于气体满足(c c为声速),为声速),5.5.非定常性相似准则非定常性相似准则 对于非定常流动的模型试验,模型与原型
9、的流动随时对于非定常流动的模型试验,模型与原型的流动随时间的变化必相似。间的变化必相似。代入代入 Sr 斯特劳哈尔数,当地惯性力与迁移惯性力的比值。斯特劳哈尔数,当地惯性力与迁移惯性力的比值。6.6.表面力相似准则表面力相似准则在表面张力作用下相似的流动,其表面张力分布相似。在表面张力作用下相似的流动,其表面张力分布相似。代入代入 We韦伯数,惯性力与张力的比值。韦伯数,惯性力与张力的比值。5.3 5.3 流动相似条件流动相似条件一、流动相似条件一、流动相似条件保证流动相似的必要和充分条件。保证流动相似的必要和充分条件。1.1.相似的流动都属于同一类的流动,应为相同的微分方程相似的流动都属于同
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 流体力学 相似 原理 量纲分析 PPT
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。