Механика жидкости

Механика жидкости и газа История и развитие Изучение механики жидкости и газа началось с Архимеда и его закона Архимеда.   Леонардо […]

Механика жидкости и газа

  • История и развитие

    • Изучение механики жидкости и газа началось с Архимеда и его закона Архимеда.  
    • Леонардо да Винчи, Торричелли, Ньютон и Паскаль внесли значительный вклад в развитие.  
    • Бернулли ввел математическую гидродинамику.  
    • Навье и Стокс разработали уравнения Навье-Стокса.  
  • Основные отрасли

    • Статика жидкости изучает жидкости в состоянии покоя.  
    • Гидродинамика изучает жидкости в движении.  
    • Гидростатика важна для гидравлики и геофизики.  
    • Гидродинамика применяется в авиации, нефтепереработке, метеорологии и других областях.  
  • Связь с механикой сплошной среды

    • Механика жидкости и газа является разделом механики сплошной среды.  
    • Жидкость не выдерживает напряжения сдвига в состоянии покоя.  
  • Допущения и уравнения

    • Сохранение массы, энергии и импульса.  
    • Предположение о континууме: жидкости рассматриваются как непрерывные.  
    • Уравнения Навье-Стокса описывают баланс сил в жидкости.  
  • Вычислительная гидродинамика

    • Решения уравнений Навье-Стокса требуют численных методов.  
    • Вычислительная гидродинамика использует компьютеры для решения сложных задач.  
  • Невязкие и вязкие жидкости

    • Невязкая жидкость не обладает вязкостью.  
    • Вязкие жидкости важны в пограничном слое вблизи твердых тел.  
  • Описание гидромеханической системы

    • Жидкость за пределами пограничных слоев считается невязкой.  
    • Решение для тонкого ламинарного пограничного слоя сопоставляется с решением для жидкости.  
  • Протекание жидкости через пористую границу

    • Скорость жидкости может быть неоднородной между свободной жидкостью и жидкостью в пористой среде.  
    • Условие Боберса и Джозефа описывает это явление.  
  • Низкие дозвуковые скорости

    • Газ считается несжимаемым, плотность не меняется при изменении скорости и давления.  
  • Ньютоновские и неньютоновские жидкости

    • Ньютоновская жидкость: напряжение сдвига линейно пропорционально градиенту скорости.  
    • Неньютоновская жидкость: перемешивание может оставить «дыру» или снизить вязкость.  
  • Уравнения для ньютоновской жидкости

    • Вязкость зависит только от температуры.  
    • Уравнение для несжимаемой жидкости: вязкое напряжение пропорционально градиенту скорости.  
    • Уравнение для сжимаемой жидкости: вязкое напряжение пропорционально градиенту скорости и объемной вязкости.  
  • Типы неньютоновских жидкостей

    • Пластичные, пластичные по Бингему, псевдопластичные, дилатантные, тиксотропные, реопектические, вязкоупругие.  
  • Идеальные и неидеальные жидкости

    • Идеальная жидкость не имеет вязкости и не оказывает сопротивления сдвигающему усилию.  
    • В некоторых расчетах это предположение оправдано.  
  • Пренебрежение вязкостью

    • Вдали от твердых поверхностей вязкостные эффекты можно пренебречь.  
    • Уравнение Эйлера: слагаемое с тензором вязких напряжений обращается в нуль.  

Полный текст статьи:

Механика жидкости

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх