Bài giảng Động học lưu chất

Giúp các bạn nắm vững các khái niệm cơ bản về chuyển động không ổn định và chuyển động ổn định, dòng nguyên tố và dòng chảy, các yếu tố thủy lực của dòng chảy, ... mời các bạn tham khảo bài giảng để học tốt hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Động học lưu chất CHƯƠNG 3: ĐỘNG HỌC LƯU CHẤT• Nghiên cứu sự chuyển động (CĐ) của phần tử LC mà không xét đến nguyên nhân gây ra CĐ• Xem xét đặc tính của dòng qua các đại lượng vận tốc, gia tốc và sự biến thiên của các đại lượng này theo thời gian 1 Chương 3: Động học lưu chất3.1.Hai phương pháp mô tả CD lưu chất (LC)3.2.Một số khái niệm liên quan đến chuyển động LC3.3.Phân loại CĐ3.4.Gia tốc toàn phần của phần tử LC3.5.Phương trình liên tục3.6. Phân tích chuyển động của phần tử lưu chất 23.1. HAI PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG CỦA LƯU CHẤT3.1.1. Phương pháp Lagrange-Chuyển động của LC được mô tả bằng vị trí của các phầntử LC theo thời gian.-Hệ thống tọa độ được xác định trong không gian.-Đường nối vị trí của một phần tử LC theo thời gianđược gọi là quỹ đạo CĐ của một phần tử LC. 33.1. HAI PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG CỦA LƯU CHẤT3.1.1.Phương pháp Lagrange- Ưu điểm: mô tả CĐ một cách chi tiết.- Khuyết điểm: số lượng pt phải giải quá lớn (3n); không thểmô tả cùng một lúc quỹ đạo của nhiều phần tử.- Khả năng áp dụng: phòng thí nghiệm 4 3.1. HAI PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG CỦA LƯU CHẤT3.1.2. Phöông phaùp Euler• Xét sự thay đổi theo thời gian của các t/s động học tại một vị trí (ví dụ nhu trạm đo VT trên sông, đo VT của nhiều p.tử LC đi qua điểm này)• Trong một hệ toạ độ xác định, CĐ của LC được mô tả bằng VT của các p.tử LC tại mỗi vị trí trong không gian, theo thời gian.• Tại M(x,y,z) cố định, ở thời điểm t một p.tử qua M với vận tốc u, ở thời điểm t+dt, có một p.tử LC khác đi qua M. Trong toàn miền CĐ, ta xác định được một trường vectơ VT. 5 3.1.HAI PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG CỦA LƯU CHẤT3.1.2. Phương pháp Euler-CĐ của thể tích LC được quan niệm là trường VT và được mô tảbởi một hàm VT liên tục theo không gian và thời gian: 25 Trung quoác Th¸ng 1 23 VËn tèc trªn bÒ mÆt 21 19 17 15 13 11 9 7- Ưu điểm: chỉ có 3 phương trình. 5 3-Khuyết điểm: không cho thấy rõ cấu 1 Scale 0.5m/s 0.1m/s 0.05m/strúc của CĐ. -1 0.01m/s -3 99 101 103 105 107 109 111 113 115 117 119 121- Khả năng áp dụng: tính toán 6 3.1. HAI PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG CỦA LƯU CHẤTPP Lagrange PP Euler- Theo dõi vị trí của 1 phần tử - Xem xét sự thay đổi cácLC trong không gian, theo thời thông số động học tại 1 vị trí,gian theo thời gian (liên quan đến nhiều phần tử LC)- Thiết lập quỹ đạo của một - Cho hình ảnh của dòngphần tử LC CĐ trường phân bố vận tốc, áp suất, nhiệt độ…-Thuận lợi nếu số phần tử CĐ - Phổ biến trong cơ LC vì sốít ứng dụng trong cơ học lượng phần tử CĐ lớnchất rắn 7 3.2. CÁC KHÁI NIỆM3.2.1. Đường dòng Đường dòng: Là đường cong vạch ra trong LC chuyển động saocho vector VT của các phần tử LC chuyển động trên đó tiếp tuyếnvới nó. uCó thể thay đổi theo thời gian. sPhương trình vi phân đường dòng: u3.2.2. Ống dòng, dòng chảy Ống dòng là bề mặt dạng ống tạo bởi vô số các đường dòng cùng điqua một chu vi khép kín. Dòng chảy là khối lượng LC chu ...