1、流體的宏觀模型和物理屬性主要內容：流體的連續介質假設流體的主要物理性質流體的宏觀模型和物理屬性匚1流體質點（微團）A宏觀（流體力學處理問題的尺度）上看，流體質點足夠小， 只占據一個空間幾何點，體積趨于零。：微觀（分子自由程的尺度）上看，流體質點是一個足夠大的 分子團，包含了足夠多的流體分子，以致于對這些分子行為 的統計平均值將是穩定的，作為表征流體物理特性和運動要流體的宏觀模型和物理屬性匚1連續介質假設連續介質假設將流體區域看成由流體質點連續組成，占 滿空間而沒有間隙，其物理特性和運動要素在空間是連 續分布的連續介質假設是近似的、宏觀的假設，它為數學工具的 應用提供了依據，在其它力學學科也有廣

2、泛應用，使用 該假設的力學統稱為“連續介質力學”。除了個別情形外 ,在水力學中使用連續介質假設是合理的連續介質假設為建立流場的概念奠定了基礎：設在r時刻， 有某個流體質點占據了空間點將此流體質點所具有 的某種物理量（數量或矢量）定義在該時刻和空間點上， 根據連續介質假設，就可形成定義在連續時間和空間域上 的數量或矢量場Q九和用殳淨 f a. 一上一： 一_ 厶 _ - 一7亠 1 J 一亠- A d亠流體的宏觀模型和物理屬性流體的主要物理性質慣性慣性是物體保持原有運動狀態的特性質量是物體慣性大小的量度密度單位體積流體的質量，用p表示，單位為kg/nP氏斗訓叔女孝M Llfs流體的宏觀模型和物理

3、屬性流體的主要物理性質壓縮性作用在流體上的壓力變化引起流體的體積或密度變化p+p體積壓縮率，單位為Pa相對壓縮值與壓強增量的比值_-dV/V _dp/? dpdp體積模量，單位為Pa體積壓縮率的倒數K亠 3 =出 k -dV/V dplpK越大，越不易被壓縮。流體的宏觀模型和物理屬性流體的主要物理性質常溫下，水的體積模量 = 2.0xl09Pa相對壓縮（或密度增加）1%,需要增壓Ap = -KAVV= -2.0xl09x(-l%)=2.0xl07Pa約為200個標準大氣壓，約為2000m水柱一般情況下可以認為水是不可壓縮的氏斗訓叔女孝M Llfs膨脹性體積膨脹系數，單位為Ki 在一定壓強下，升

4、高單位溫度所引起的相對膨脹值dV/VdT又稱為粘滯ty單位面積上的內摩擦力Udu oT OC -_血 動力粘滯系數流速梯粵與固體間滑 動摩擦力的粘性當流體處在運動狀態時，若流體質點之間存在著 相對運動，則質點間要產生內摩擦力抵抗其麵唾動）, 這種性質稱為流體的粘滯性。牛頓平板實驗：實驗表明，內摩擦應力（切應力）牛頓內摩擦定律2先。W作層流運動的流體，相鄰流層間單位面積上所作用的內摩擦力與流速梯度成正比,同時與流體的性質有關。 1 a iai_ 一 1一 _ - 一 _ 一 -已知流速分布如下圖所示的3種情況：（1）矩形分 布；（2）三角形分布；（3）拋物線分布。試定性地畫出各 種情況下的切應力

5、分布圖。li關于牛頓內摩擦定律的幾點討論(1)du _ dBd&亦二脅即2壯切應力與流體的剪切變形速度（率）成正比證明：如圖故dO u tan(dO)=dO _ dudt dyducltdy運動流體抵抗剪切變形的能力（產生切應力的大小）體現在變形的速率上，而不是變形的大?。ㄅc彈性體的不同之處）。關于牛頓內摩擦定律的幾點討論（2）動力粘滯系數反映流體的性質對摩擦力的影響。單位：N s/m?或Pa-s。另一個常用v = -P單位：m2/s,稱為運動粘滯系數。動力粘滯系數的主要影響因素有：流體的種類、流體的溫度（對于液 體，隨溫度升高，動力粘滯系數減?。欢鴮τ跉怏w，隨溫度的升高， 動力粘滯系數增大）

6、氏斗訓叔女孝jet*- 丄_ - 一一 上 _ - 一% 片仆命 MHk %（3）牛頓流體與非牛頓流體般把符合牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體（屬于水力學研究的范疇），反之稱為非牛頓流體（屬于流變學研究的范疇）。A線表示牛頓流體，當流體種類一定、B溫度一定時，U二const ,切應力與剪 切變形速度成正比B線表示賓漢塑性流體，如泥漿、血漿等C線表示偽塑性流體，如尼龍、橡膠的溶 液、顏料、油漆等D線表示膨脹性流體，如生面團、濃淀粉糊 等（4）流體的粘滯性是流體運動產生能量損失的主要根源實際流體與理想流體的概念理想流體假設忽略粘性影響實際上就是忽略切應力，切應力T理想流體假設是忽略粘性影響的假設，

7、可近似反映粘性作用不大 的實際流動，粘性作用不大是相對于其它因素的作用而言的。duA是流體的客觀屬性，所以往往是在變形速率不大的區域將實際流體簡化為理想流體。我們將會看到，是否忽略粘性影響將對流動問題的處理帶來很 大的區別，理想流體假設可以大大簡化理論分析過程。作用在流體上的力一.質量力質量力分布在流體質量（體積）上，是一種遠程力 我們定義的質量力為力的質量密度f,即單位質量流體所 承受的質量力加速度設體積為的流體團，其質量 為加，所受質量力為AF,則f 二 lim AFavto AmSO酌含義,按連續介質假設，即為流體團趨于流體質 點。所以質量力是定義在流體質點上的。二.表面力表面力分布在流體面上，是一種接觸力定義表面力的面積密度，即單位面積上流體所承受的表 面力*應力設面積為AA的流體面元，法向為n ,指向表 =UmAP 面力受體外側，所受表面力為AP,則應力_竺辿1AAtO |的含義為面元趨于面 元上的某定點，所以應力是 定義在流體面上一點處的。同一點處的應力還與作用面 的方位有關，所以須將作用 面的法向用腳標指明。、-*應力Pn是矢量，可向作用面的法向或切向投影，分解成 法應力和切應力。凡談及應力，應注意明確以下幾個要素： 哪一點的應力； 哪個方位作用面上的