Кинематика жидкости, как конвенция

Содержание

Слайд 2

Кинематика жидкости – раздел механики жидкости и газа, в котором изучается

Кинематика жидкости – раздел механики жидкости и газа, в котором изучается

движение жидкой среды вне зависимости от действующих на нее сил. Основная задача кинематики заключается в установлении связи между координатами жидких частиц, их скоростями, ускорениями и другими параметрами, а также закономерностями их изменения во времени.
Движение жидкости описывается двумя методами: Лагранжа (субстанциональный) и Эйлера (локальный).
Слайд 3

Метод Лагранжа

Метод Лагранжа

 

Слайд 4

Метод Лагранжа Кинематические характеристики (скорость и ускорение) при этом выражаются следующим образом. Ускорение Скорость

Метод Лагранжа
Кинематические характеристики (скорость и ускорение) при этом выражаются следующим

образом.

Ускорение

Скорость

Слайд 5

Метод Эйлера В методе Эйлера движение жидкости задается полем скоростей в

Метод Эйлера
В методе Эйлера движение жидкости задается полем скоростей в

каждой точке пространства с координатами x, y, z.
Слайд 6

Метод Эйлера Поле ускорений жидкости при этом выразится следующим образом Векторный

Метод Эйлера
Поле ускорений жидкости при этом выразится следующим образом

Векторный

вид

- Локальное ускорение

- Конвективное ускорение

В координатах

Слайд 7

Переход от Эйлеровых координат к Лагранжевым производится решением системы обыкновенных дифференциальных уравнений:

Переход от Эйлеровых координат к Лагранжевым производится решением системы обыкновенных дифференциальных

уравнений:
Слайд 8

Согласно теореме Коши-Гельмгольца, движение жидкой частицы раскладывается на переносное движение вместе

Согласно теореме Коши-Гельмгольца, движение жидкой частицы раскладывается на переносное движение вместе

с некоторым полюсом, вращательное с угловой скоростью вокруг мгновенной оси, проходящей через этот полюс:
И деформационное движение. Таким образом, любое движение жидкой среды может рассматриваться как суперпозиция потенциального и вихревого течений
Наглядное представление о характере движения жидкой среды дается кинематическими элементами: линей тока, элементарной струйкой (для потенциального течения); вихревой линией, вихревым шнуром (для вихревого течения).
Слайд 9

Кинематические элементы Линия тока – кривая, к каждой точке которой вектор

Кинематические элементы

Линия тока – кривая, к каждой точке которой вектор скорости

направлен по касательной
Элементарная струйка (трубка тока) – поверхность, ограничивающая линию тока по замкнутому контуру dl. Поверхность dS, образованная контуром dl и перпендикулярная линии тока, называется живым сечением.
Вихревая линия – кривая, к каждой точке которой вектор угловой скорости направлен по касательной
Вихревой шнур – поверхность, ограничивающая вихревую линию по замкнутому контуру dl. Поверхность dσ, образованная контуром dl и перпендикулярная вихревой линии, называется сечением вихря.
Слайд 10

 

Слайд 11

Закон сохранения массы для жидкой среды выражает уравнение неразрывности: (Л. Эйлер,

Закон сохранения массы для жидкой среды выражает уравнение неразрывности: (Л. Эйлер,

1750):
где w – средняя скорость, S – гидравлический диаметр