流体运动描述方法
流体运动的描述方法有两种,即拉格朗日法和欧拉法。
1. 拉格朗日法
(1) 着眼点
着眼于跟踪每一个流体质点的运动,因此又称为跟踪法。
(2) 步骤
对流场中各自有不同运动规律的流点,拉氏方法这样描述:
A. 用每个流点在观察开始时刻(t=0)的坐标值对流点进行编号。
B. 找出每一个流点的位移随时间变化的规律,即获得流点的轨迹方程。
C. 将轨迹方程对时间求导数,以获得流点的速度和加速度。
(3) 不足之处
因为流体的流动性,使问题变得复杂,主要是很难建立起轨迹方程。
2. 欧拉法
(1) 着眼点
着眼于流场中的某一固定的空间区域,因此又称为局部法。
(2) 步骤
对流场中各自有不同运动规律的流点,欧氏方法这样描述:
A. 在流场选定所要的空间区域,即前面提及的控制体,将控制体划分为三维网格。
B. 考察某一时刻,控制体中占据各个网格节点的每个流点在此时的运动状态,如速度等。
C. 对某一网格节点,考察连续通过该节点的各个流点在该点的运动状态随时间的变化,如加速度等。
式中,等号左侧为全加速度或总加速度,等号右侧第一项称为当地加速度或时变加速度,后三项称为迁移加速度或位变加速度。由此可知,流点在空间上的加速度是当地加速度和迁移加速度之和。对于稳定流动,流点的当地加速度为零,但迁移加速度不一定为零。
(3) 优点
避开了建立轨迹方程的因难,较易于描述流体的运动,就如摄像一样。因此流体力学普遍采用欧拉法。来源:www.examda.com
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