流體力學基礎

2017-02-22  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

流體力學基礎

流沙


從黃師姐那里了解到要學習CFD的話,需要先補充流體力學、數(shù)學以及計算機方面的常識,小白就一陣頭大。想起當初自己已經(jīng)把牛皮吹出去了,現(xiàn)在都不知道怎么收場,一個月入不了門多丟人。不過頭大歸頭大,小白還是老老實實在圖書館呆了一個星期,基本上將流體力學基礎過了一遍,雖然說學得很粗糙,但一些基本原理還是有了了解。

流體力學基礎內(nèi)容:

1.流體屬性

連續(xù)介質(zhì)假定:需要了解"宏觀上無窮小、微觀上無窮大"的概念以及knudsen數(shù)的定義方式。

流體力學基礎fluent分析案例圖片3

其中,λ為分子自由程,L為系統(tǒng)長度尺度。Kn越大,意味著流體越稀薄。

  • 流體密度:流體密度反映的是流體微團的平均密度。

  • 流體粘度:反映剪切應力與應變之間的關系。

根據(jù)流體屬性可將流體分為不同的類型:

  • 稀薄流體

  • 可壓縮流體不可壓縮流體

  • 牛頓流體非牛頓流體

  • 粘性流體理想流體

2.流體靜力學

流體靜力學:幾乎所有的流體力學參考資料上都會包含有流體靜力學方面的內(nèi)容,這些內(nèi)容說到底也就是一個流體靜止條件下壓力分配的問題。

在學習流體靜力學過程中,需要掌握的概念包括:

  • 靜力學基本方程

流體力學基礎fluent分析案例圖片4

  • 流體壓力只與深度有關,與方向無關,同一深度位置壓力相等

  • 絕對壓力與相對壓力

  • 表壓

3.流體動力學

流體動力學研究流體流動狀態(tài)下壓力速度分布,主要包括兩大塊的內(nèi)容:

3.1 伯努利方程

流體力學基礎fluent分析案例圖片5

流體力學基礎fluent培訓的效果圖片6

在學習伯努利方程時,需要搞清楚幾個關于壓力的概念:

  • 靜壓:即式中的左邊第一項

  • 動壓:即式中的左邊第三項

  • 總壓:靜壓與動壓的和稱之為總壓

3.2 流動阻力計算

流動阻力包含沿程阻力與局部阻力。

3.2.1 沿程阻力

對于管道流動,其沿程阻力可通過范寧公式計算:

流體力學基礎fluent培訓的效果圖片7

式中,l為管道長度,d為管道內(nèi)徑,λ為阻力系數(shù)。

對于阻力系數(shù)λ,層流和湍流狀態(tài)下計算方式不同:

·層流狀態(tài)下:

流體力學基礎fluent培訓的效果圖片8

其中雷諾數(shù)

流體力學基礎fluent圖片9

·湍流狀態(tài)下

對于光滑管道,可用伯拉修斯經(jīng)驗方程

流體力學基礎fluent圖片10

對于粗糙管道,阻力系數(shù)可查莫迪圖。

3.2.2局部阻力

流體力學基礎fluent圖片11

式中,ξ為阻力系數(shù),不同設備的阻力系數(shù)需要通過實驗測定。

這是江小白通過一周的學習,對于流體力學總結(jié)的內(nèi)容,不過黃師姐聽完小白的匯報后,只說了句“學了點兒皮毛,聊勝于無,后面有的學?!?/span>


作者介紹:流沙,博士,擁有近10年CFD從業(yè)經(jīng)驗,其編寫的《ICEM CFD簡明教程》在網(wǎng)上瘋傳,被學習者視為入門寶典?,F(xiàn)已出版專著《ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》,廣受好評!


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