【小白的CFD之旅】06 流体力学基础
从黄师姐那里了解到要学习CFD的话,需要先补充流体力学、数学以及计算机方面的常识,小白就一阵头大。想起当初自己已经把牛皮吹出去了,现在都不知道怎么收场,一个月入不了门多丢人。不过头大归头大,小白还是老老实实在图书馆呆了一个星期,基本上将流体力学基础过了一遍,虽然说学得很粗糙,但一些基本原理还是有了了解。。
流体力学基础内容:
1.流体属性
- 连续介质假定:需要了解"宏观上无穷小、微观上无穷小"的概念以及knudsen数的定义方式。
\[K_n=\frac{\lambda}{L}\]
其中,\(\lambda\)为分子自由程,\(L\)为系统长度尺度。\(K_n\)越大,意味着流体越稀薄。
流体密度:流体密度反映的是流体微团的平均密度。
流体粘度:反映剪切应力与应变之间的关系。
根据流体属性可将流体分为不同的类型:
- 稀薄流体
- 可压缩流体和不可压缩流体
- 牛顿流体与非牛顿流体
- 粘性流体与理想流体
2.流体静力学
- 流体静力学:几乎所有的流体力学参考资料上都会包含有流体静力学方面的内容,这些内容说到底也就是一个流体静止条件下压力分配的问题。
在学习流体静力学过程中,需要掌握的概念包括:
- 静力学基本方程
\[z+\frac{p}{\rho g}=c\] - 流体压力只与深度有关,与方向无关,同一深度位置压力相等。
- 绝对压力与相对压力
- 表压
3.流体动力学
流体动力学研究流体流动状态下压力速度分布,主要包括两大块的内容:
3.1 伯努利方程
\[p_0+\rho gh_0+\frac{1}{2}\rho v_0^2=p_1+\rho gh_1+\frac{1}{2}\rho v_1^2\]
或
\[p_0+\rho gh_0+\frac{1}{2}\rho v_0^2=c\]
在学习伯努利方程时,需要搞清楚几个关于压力的概念:
- 静压:即式中的\(p_0\)
- 动压:即式中的\(\frac{1}{2}\rho v_0^2\)
总压:静压与动压的和称之为总压。
3.2 流动阻力计算
流动阻力包含沿程阻力与局部阻力。
3.2.1 沿程阻力
对于管道流动,其沿程阻力可通过范宁公式计算:
\[h_f=\lambda \frac{l}{d} \frac{u^2}{2}\]
式中,\(l\)为管道长度,\(d\)为管道内径,\(\lambda\)为阻力系数。
对于阻力系数\(\lambda\),层流和湍流状态下计算方式不同:- 层流状态下:
\[\lambda=\frac{64}{Re}\]
其中雷诺数\(Re=\frac{ud\rho}{\mu}\) 湍流状态下
对于光滑管道,可用伯拉修斯经验方程
\[\lambda = \frac {0.3164}{Re^ \left(0.25\right)}\]
对于粗糙管道,阻力系数可查莫迪图。3.2.2局部阻力
\[h_f = \xi \frac{u^2}{2}\]
式中,\(\xi\)为阻力系数,不同设备的阻力系数需要通过实验测定。
这是江小白通过一周的学习,对于流体力学总结的内容,不过黄师姐听完小白的汇报后,只说了句“学了点儿皮毛,聊胜于无,后面有的学。”
郑重申明
- 本系列根据真实经历改编,如有雷同实属巧合,请勿人肉
- 转载请务必保证文字完整
【小白的CFD之旅】06 流体力学基础的更多相关文章
- 【小白的CFD之旅】小结及预告
这是小白系列的索引,后续会继续更新. 已更新的部分 01 引子02 江小白03 老蓝04 任务05 补充基础06 流体力学基础07 CFD常识08 CFD速成之道09 初识FLUENT10 敲门实例1 ...
- 【小白的CFD之旅】01 引子
小白的CFD之旅 写在前面 CFD是计算流体力学的英文简称,是计算机辅助工程(CAE)的主要分支,目前广泛应用与科学研究.工程设计中.这是一门综合了数学.计算机及流体力学的综合学科,涉及到众多的专业理 ...
- 《小白的CFD之旅》招募写手
<小白的CFD之旅>系列招募写手. 由于工作繁忙,<小白的CFD之旅>系列更新缓慢,现招募志愿者写手.这是一个分享平台,欢迎各位愿意分享自己CFD学习经历的朋友们. <小 ...
- 【小白的CFD之旅】13 敲门实例【续3】
接上文[小白的CFD之旅]12 敲门实例[续2] 4 Results4.1 计算监测图形4.2 Graphics4.2.1 壁面温度分布4.2.2 创建截面4.2.3 显示截面物理量4.2.4 Pat ...
- 【小白的CFD之旅】12 敲门实例【续2】
接上文[小白的CFD之旅]敲门实例[续] 主要内容 3 Solution3.1 Solution Methods3.2 Solution Controls3.3 Monitors3.4 Report ...
- 【小白的CFD之旅】11 敲门实例【续】
主要内容: 接上文[小白的CFD之旅]10 敲门实例 2.4 Materials设置2.5 Cell Zone Conditions2.6 Boundary Conditons2.7 Dynamic ...
- 【小白的CFD之旅】05 补充基础
黄师姐是一个很干脆果敢的人,从她的日常装扮就能显露出来.卡帕运动装,白色运动鞋,马尾辫,这是小白对黄师姐的第一印象.“明天早上九点钟来实验室,我给你安排这阵子的任务.”黄师姐对小白说.说话语气和老蓝一 ...
- 【小白的CFD之旅】15 四种境界
天气不错,小白一大早就起床了,吃过早餐就往奔实验室而去.路上碰到了同去实验室的小牛师兄. "小白,这么早啊",小牛师兄老远就发现了小白,打招呼道. "早啊,牛师兄,刚吃完 ...
- 【小白的CFD之旅】18 控制方程基础
忙碌了一个学期终于放暑假了,小白心情很愉快.然而想起CFD教材上的那些点缀着各种让人眼花缭乱符号的数学公式,整个人就不好了.不过这些事情小白也不好意思去麻烦师兄师姐们,还得靠自己去摸索.正好趁着暑假把 ...
随机推荐
- 通知中心 NSNotificationCenter 的简单使用方法
NSNotificationCenter(通知中心) [注意]需再dealloc中移除观察者 获取通知中心单例对象 NSNotificationCenter *center=[NSNotifi ...
- 自己实现简单的AOP(五)使Demo适应webApi、亦可完成属性自动注入
在前文的Demo中,webApi的Controller是不能自动注入的,原因是 IHttpController 和 IController 是通过两个不同的途径进行激活的. IHttpControll ...
- javascript系统时间测试题
如果系统的时间是2016年2月20日,分析下列JavaScript代码,运行后在网页上显示() var now = new Date();var year = now.getFullYear();va ...
- 工厂模式 - Factory
简单工厂模式 SimpleFactory Pattern,将一个具体类的实例化交给一个静态工厂方法来执行. 特点: 增加功能需要修改工厂类,扩展性较差: 参考: 设计模式学习笔记 - 简单工厂模式: ...
- JFreechart 在linux下不显示及中文乱码问题
一.使用JFreeChart建的报表,在window下能正常显示,但是放到linux下就报错,而且有时候会把tomcat挂掉, 原因是jfreechart的在linux系统中需要访问java awt库 ...
- jqgrid学习笔记(转载)
jqgrid中文帮助文档网址:http://blog.mn886.net/jqGrid/ jqgrid:用来做什么? jqgrid是web端前台表格控件,用它可以轻松将数据格式化显示,前后台用过aja ...
- js 与JQuery显示及隐藏方法
虽然以后两种方式都能让文本信息隐藏和显示 第一种文本隐藏以后还是会占居位置, 第二种则不会占位置. <p id="p1">这是一段文本.</p> <i ...
- virtualbox 虚拟机Ubuntu 传文件-共享
- C++构造函数中不能调用虚函数
在构造函数中调用虚函数,并不会产生多态的效果,就跟普通函数一样. c++ primer 第四版中497页15.4.5构造函数和析构中的虚函数讲到,如果在构造函数或析构函数中调用虚函数,则运行的是为构造 ...
- [读码][js,css3]能感知鼠标方向的图片遮罩效果
效果图: 无意间看到过去流行的一个效果:[能感知鼠标方向的图片遮罩效果]近来不忙,就仔细的看了一看看到后来发现,网上有好多版本,谁是原著者似乎已经无法考证.读码就要读比较全面的,读像是原著的代码.代码 ...