浅析流体力学知识点
2018年11月1日 21:56
流体力学是力学的一个重要分支，他主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律，在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。
流体的介绍
流体属性
连续介质假定：需要了解"宏观上无穷小、微观上无穷小"的概念以及knudsen数的定义方式。
Kn=λLKn=λL
其中，λ为分子自由程，L为系统长度尺度。Kn越大，意味着流体越稀薄。
流体密度：流体密度反映的是流体微团的平均密度。
流体粘度：反映剪切应力与应变之间的关系。
根据流体属性可将流体分为不同的类型：
稀薄流体
可压缩流体和不可压缩流体
牛顿流体与非牛顿流体
粘性流体与理想流体
流体静力学
流体静力学：几乎所有的流体力学参考资料上都会包含有流体静力学方面的内容，这些内容说到底也就是一个流体静止条件下压力分配的问题。
在学习流体静力学过程中，需要掌握的概念包括：
静力学基本方程 
流体压力只与深度有关，与方向无关，同一深度位置压力相等。
绝对压力与相对压力
表压
流体动力学
流体动力学研究流体流动状态下压力速度分布，主要包括两大块的内容：
伯努利方程
在学习伯努利方程时，需要搞清楚几个关于压力的概念：
静压：即式中的P0
动压：即式中的1/2PV2
总压：静压与动压的和称之为总压。
流动阻力计算
流动阻力包含沿程阻力与局部阻力。
局部阻力
式中，
阻力系数，不同设备的阻力系数需要通过实验测定。
流体流动的性质
１、物体在旋转时受到力矩的作用；
２、虹吸原理在一开始需要来自外部的动力，而倒虹吸原理则不需要从外部获得动力；
３、自由涡流是越接近中央位置速度越大的涡流；
4、强制涡流就像固体那样，是整体一体旋转的涡流；
5、在自由涡流和强制涡流的交接点上，涡流的线速度最大；
6、流体具有惯性，人的动线和汽车的流动特点与流体的流动特点特点相似；
7、雷诺数变大就会变成湍流；
8、层流和湍流的混合区域称为迁移域；
9、形状阻力和干扰阻力合称为有害阻力；
10、运动物体的后方所产生旳涡旋就是能够看得见的诱导阻力；
11、在运动中的流体和物体的界面上之所以产生摩擦力，是因为流体具有黏性而产生黏着力；
12、黏着力产生阻力；
13、黏性引起的阻力在与流体的接触面上最大；
14、液体中产生气泡的现象称为气穴现象；
15、气穴现象是因为局部压强变低而产生的现象。
运动流体的性质
1、在管道中流动的流体的流量在任何地方都相等；
2、单位时间内在管道中流动的水的流量相等；
3、如果以体积流量为标准，那么流体流量的计算公式如下：
1）质量流量 = 体积流量 X 流体的密度
2）重量流量 = 体积 X 密度 X 重力加速度 = 体积 X 重度
4、伯努利定理指的是理想流体的状态；
5、速度大的地方压强就低；
6、总压 = 静压 + 动压；
7、动压与相对速度成正比；
８、流体的体积流量与流通路径的横截面积成正比；
９、连续做圆周运动的物体，其离心力和向心力必须保持平衡；
10、入口处的倾角是迎角，出口处的倾角是弧面角；
11、改变运动状态需要力的作用；
12、柯安达效应是流体沿着放置在其中的物体的凸面而流动的现象；
13、马格努斯效应产生的力的作用方向与流体方向相互垂直；
14、流体速度大的地方比速度小的地方压强小；
15、涡旋不生不灭；
16、循环相加后变为０；
17、分离和涡旋导致湍流的产生；
18、卡门涡列是成对产生且交错分布的两列涡旋列；
19、对物体施加力后使物体产生振动的频率等于物体的固有频率时，就会形成共振；
20、表面上的坑坑洼洼能够防止流体的黏性。
CFD是什么
CFD是计算流体动力学（Computional Fluid Dynamic）的英文缩写，其利用计算机求解流体流动过程中的质量传递、能量传递、动量传递以及化学反应问题。CFD是一种方法或者工具，解决对象是流体力学问题，利用手段是数值计算。
CFD应用场合
只要存在流体流动的场合均可应用CFD。随着计算机技术及计算机计算能力的发展，CFD以及广泛应用于航空航天、造船、汽车、食品、能源、石油化工、生物医学等领域，而且还在不断的向其他行业扩展。
CFD如何应用于工程
要将CFD应用于工程，需要做很多的工作，一般来讲，CFD工程应用都可以分为三个阶段：前处理、计算求解以及计算后处理。
需要学习的软件
主要学习的软件有前处理软件ICEM CFD、求解软件FLUENT、后处理软件Tecplot360,也可以使用ANSYS workbench中的fluent集成模块，此模块包括以上三个部分。
流体力学基础学习推荐书籍
《图解流体力学》
这本书非常适合入门小白。
《普朗特流体力学基础》
《流体力学入门》
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