(流體力學(xué))流體的受力分析.doc

（流體力學(xué)）流體的受力分析第一部分 流體的受力分析(一) 靜力學(xué)的研究?jī)?nèi)容研究流體在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的力學(xué)規(guī)律。通過(guò)受力分析可知：靜力學(xué)主要是獲得靜止?fàn)顟B(tài)下的壓強(qiáng)，即靜壓強(qiáng)。進(jìn)一步把面積考慮進(jìn)去，獲得與流體相互作用的固體壁面所受到時(shí)的流體作用力。(二) 控制體的選擇1.控制體的定義流場(chǎng)中，用幾何邊界所圍成的固定空間區(qū)域稱為控制體，它是流體力學(xué)的研究對(duì)象流體靜力學(xué)中，把控制體又稱為隔離體(三) 流體的受力控制體中流體質(zhì)點(diǎn)的受力總體上可分為表面力和質(zhì)量力兩類1. 表面力（Surface Force）(1) 定義通過(guò)接觸界面作用于控制體中流體質(zhì)點(diǎn)上的力稱為表面力，又稱之為接觸力如一容器內(nèi)盛有水，其中壁面對(duì)所盛流體的約束力及作用于液體自由表面的大氣壓力等都均屬于表面力(3) 實(shí)質(zhì) 雖然質(zhì)量力屬于“力”的概念，而加速度屬于“運(yùn)動(dòng)”的概念，但單位質(zhì)量的質(zhì)量力就是加速度，在這里動(dòng)與力合二為一(四) 靜止?fàn)顟B(tài)及靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的受力分析1. 靜止?fàn)顟B(tài)(1) 含義相對(duì)于所選定的坐標(biāo)系，流體不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)及不變形，稱為靜止?fàn)顟B(tài)或平衡狀態(tài)。(2) 分類A. 絕對(duì)靜止：相對(duì)于慣性坐標(biāo)系，如地面，流體處于靜止?fàn)顟B(tài)；B. 相對(duì)靜止：相對(duì)非慣性坐標(biāo)系，流體處于靜止?fàn)顟B(tài)。2. 靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的受力分析(1) 表面力：流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，內(nèi)部無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則流體內(nèi)部各處切應(yīng)力為零，流體不呈現(xiàn)出黏性，即表面力中只存在壓強(qiáng)。(2) 質(zhì)量力：若處于重力場(chǎng)下，單位質(zhì)量力為重力加速度；若還處于慣性力場(chǎng)下，則單位質(zhì)量力還應(yīng)包括慣性加速度等。一般不考慮電磁場(chǎng)作用。(五) 靜壓強(qiáng)1. 含義流體處于靜止?fàn)顟B(tài)下所受到的壓強(qiáng)，稱為靜壓強(qiáng)，區(qū)別于流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的所謂動(dòng)壓強(qiáng)。2. 實(shí)質(zhì)靜壓強(qiáng)實(shí)際上是流體所受的表面力中的法向應(yīng)力。(六) 靜壓強(qiáng)特性1. 存在性與方向性。靜止流體所受表面力中只存在靜壓強(qiáng)，其方向總是垂直于作用面，并指向流體內(nèi)法線方向。注意 液體自由表面上的表面張力是例外。2. 各向