2013巖土工程師考試流體運動考點1

　　一、流體運動的基本概念

　　(一)流線和跡線

　　流線是在流場中畫出的這樣一條曲線：同一瞬時，線上各流體質(zhì)點的速度矢量都與該曲線相切，這條曲線就稱為該瞬時的一條流線。由它確定該瞬時不同流體質(zhì)點的流速方向。

　　流線的特征是在同一瞬時的不同流線一般情況下不能相交;流線也不能轉(zhuǎn)折，只能是光滑的曲線。

　　跡線是某一流體質(zhì)點在一段時間內(nèi)運動的軌跡，跡線上各點的切線表示同一質(zhì)點在不同時刻的速度方向。

　　(二)元流和總流

　　在流場中任取一微小封閉曲線，通過曲線上的每一點均可作出一根流線，這些流線形成一管狀封閉曲面稱流管。由于速度與流線相切，所以穿過流管側(cè)表面的流體流動是不可能的。這就是說位于流管中的流體有如被剛性的薄壁所限制。流管中的液(氣)流就是元流，元流的極限是一條流線?？偭魇菬o限多元流的總和。因此，在分析總流前，先分析元流流動，再將元流積分就可推廣到總流。

　　與元流或總流的流線相垂直的截面稱過流斷面，用符號A表示其斷面面積。在流線平行時，過流斷面為平面，流線不平行則過流斷面為曲面。

　　(三)流量和斷面平均流速

　　(四)流動分類

　　1.按流動是否隨時間變化將流動分為恒定流和非恒定流。若所有的運動要素(流速、壓強等)均不隨時間而改變稱為恒定流。反之，則為非恒定流。

　　恒定流中流線不隨時間改變;流線與跡線相重合。在本節(jié)中，我們只討論恒定流。

　　2.按流動是否隨空間變化將流動分為均勻流和非均勻流。流線為平行直線的流動稱為均勻流。如等直徑長管中的水流，其任一點的流速的大小和方向沿流線不變。反之，流線不相平行或不是直線的流動稱為非均勻流。即任一點流速的大小或方向沿流線有變化。在非均勻流中，當流線接近于平行直線，即各流線的曲率很小，而且流線間的夾角也很小的流動稱為漸變流。否則，就稱為急變流。漸變流和急變流沒有明確的界限，往往由工程需要的精度來決定。漸變流的極限情況就是均勻流。

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