流體流動(dòng)的基本概念主講人：徐峰《飛行原理》01.相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理02.連續(xù)性假設(shè)03.流場(chǎng)、定常流和非定常流04.流線、流線譜、流管和流量目錄contents相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理在空氣動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力取決于飛機(jī)和空氣之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況,而與觀察、研究時(shí)所選用的參考坐標(biāo)系無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，飛機(jī)以速度V在平靜的空氣中飛行時(shí),作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力與遠(yuǎn)方空氣以速度v流過(guò)靜止不動(dòng)的飛機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的空氣動(dòng)力完全相同。這就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理在空氣動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用。相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理空氣相對(duì)飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)稱為相對(duì)氣流,相對(duì)氣流的方向與飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向相反,如圖所示。只要相對(duì)氣流速度相同,產(chǎn)生的空氣動(dòng)力也就相等。將飛機(jī)的飛行轉(zhuǎn)換為空氣的流動(dòng)，使空氣動(dòng)力問(wèn)題的研究大大簡(jiǎn)化。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)就是根據(jù)這個(gè)原理建立起來(lái)的。飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向與相對(duì)氣流的方向

連續(xù)性假設(shè)連續(xù)性假設(shè)是在進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)研究時(shí),將大量的、單個(gè)分子組成的大氣看成是連續(xù)的介質(zhì)。所謂連續(xù)介質(zhì)就是組成介質(zhì)的物質(zhì)連成一片,內(nèi)部沒(méi)有任何空隙。在其中任意取一個(gè)微團(tuán)都可以看成是由無(wú)數(shù)分子組成,微團(tuán)表現(xiàn)出來(lái)的特性體現(xiàn)了眾多分子的共同特性。對(duì)大氣采用連續(xù)性假設(shè)的理由是與所研究的對(duì)象一飛機(jī)的尺寸相比,空氣分子的平均自由行程要小得多。空氣流過(guò)飛機(jī)表面時(shí)，與飛機(jī)之間產(chǎn)生的相互作用不是單個(gè)分子所為，而是無(wú)數(shù)分子共同作用的結(jié)果。在非定常流場(chǎng)中，流體微團(tuán)的流動(dòng)參數(shù)是點(diǎn)位置坐標(biāo)x、y、z和時(shí)間T的函數(shù)。反之，如果流體微團(tuán)流過(guò)時(shí)的流動(dòng)參數(shù)——速度、壓力、溫度、密度等不隨時(shí)間變化,這種流動(dòng)就稱為定常流，這種流場(chǎng)被稱為定常流場(chǎng)。定常流流體流動(dòng)所占據(jù)的空間稱為流場(chǎng)。流場(chǎng)流場(chǎng)、定常流和非定常流在流場(chǎng)中的任何一點(diǎn)處,如果流體微團(tuán)流過(guò)時(shí)的流動(dòng)參數(shù)一速度、壓力、溫度、密度等隨時(shí)間變化,這種流動(dòng)就稱為非定常流,這種流場(chǎng)被稱為非定常流場(chǎng)。非定常流流線、流線譜、流管和流量流線是在流場(chǎng)中用來(lái)描繪流體微團(tuán)流動(dòng)狀態(tài)的曲線。流線在流場(chǎng)中,用流線組成的描繪流體微團(tuán)流動(dòng)情況的圖畫稱為流線譜。如圖所示就是描繪煙流低速流過(guò)翼型的流線譜。流線譜低速煙流繞翼型的流線譜流線、流線譜、流管和流量如果流線譜不隨時(shí)間變化,它所描繪的就是定常流。在流場(chǎng)中取一條不是流線的封閉曲線,通過(guò)曲線上各點(diǎn)的流線形成的管形曲面稱為流管，如圖所示。流管流管流線、流線譜、流管和流量若流管橫截面積為A,流體密度為ρ,在橫截面上的流速為v,那么,單位時(shí)間流過(guò)截面A的流體體積為Av,稱為流體的體積流量。流量單位時(shí)間流過(guò)截面A的流體質(zhì)量為ρAυ,