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水动力学原理是什么原理?

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时间:2024-08-17 13:33:21
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水动力学原理是什么原理?热心网友:研究水和其他液体的运动规律及其与边界相互作用的学科。又称液体动力学。液体动力学和气体动力学组成流体动力学。液体动力学的主要研究内容如下:①理想液体

热心网友:研究水和其他液体的运动规律及其与边界相互作用的学科。又称液体动力学。液体动力学和气体动力学组成流体动力学。液体动力学的主要研究内容如下:①理想液体运动。可忽略粘性的液体称为理想液体,边界层外的液体可视为理想液体,其运动符合理想流体运动规律。②粘性液体运动。分析大粘度液体(如润滑油)的流动状态、水流的能量损失、船舶的摩擦阻力、边界层和尾迹等都须考虑液体粘性。③空泡流。液体流经压强足够低的区域时,内部气化形成空泡,除空泡溃灭产生冲击,造成边壁材料剥蚀破坏外,还会形成空泡绕流现象。④多相流动,挟有固体颗粒、掺有气泡等物质的液体流动,如含沙水流、掺气水流等。⑤非牛顿流体流动。剪应力和剪切变形速率不成线性关系的液体(如加入高分子聚合物的水)的流动。⑥自由表面流动。流动液体的部分边界是液体和气体的分界面,其上的压力接近常数,明渠流、液体自由表面波、物体从空气进入水中时带入空气而形成的空泡流动等均属这种流动。⑦分层流。两层或多层密度不同的液体可形成分层流,密度差可由不同液体产生,也可由含盐、含沙量不同或温度不同所引起。⑧水弹性问题。在某些条件下,流过固壁的液体可引起边壁振动,这种振动又反过来改变流动特性;研究液体与弹性体相互作用的理论称为水弹性力学。水动力学既是一门基础理论学科,又是一门应用学科,主要用于水利水电工程、造船工程、海洋工程、近代水中武器、化工、环保工程、石油开采等领域。  水动力学研究主要类型:  按不同类型水流运动的特点主要分为下列几类:  ①有压管流。研究输送液体的各种管道的流量和沿管压强变化的计算,也包含流动瞬变时发生水击的分析。  ②明槽流。包括河渠中正常均匀流动;非均匀渐变流动,主要为水面线的分析;急变流动,如水跃现象等;非定常流动,如洪水计算等。  ③孔流。各种小孔口和喷嘴在压力水头下的出流以及水工中闸门大孔泄流的计算。  ④堰流。各种量水堰和溢流坝等水工建筑物的顶上过流的计算。  ⑤渗流。研究多孔介质中主要是地下土壤中的渗流运动规律,也包括地下水对建筑物基础的浮托力计算。  ⑥挟沙水流。研究挟带泥沙的河渠中浑水的流动规律,也包括物料输送管道的流动。  ⑦水力机械中的流动。主要为水轮机和水泵等叶轮机械中的流动特性。  ⑧波浪。研究各种水波的运动特性和波浪对建筑物的波压力。  水动力学发展与理论基础:  十八世纪初叶,经典水动力学有迅速的发展.欧拉、丹尼尔、伯努利是这一领域中杰出的先驱者。 十八世纪末和整个十九世纪,形成了两个相互独立的研究方向:一是运用数学分析的理论流体动力学;一是依靠实验的应用水力学。开尔文、瑞利、斯托克斯、兰姆等人的工作使理论水平达到相当的高度,而谢才、达西、巴赞、弗朗西斯、曼宁等人则在应用水力学方面进行了大量的实验研究,提出了各种实用的经验公式。  十九世纪末,流体力学的发展扭转了研究工作中的经验主义倾向,这些发展是:雷诺理论及实验研究;雷诺的因次分析;弗劳德的船舶模型实验;空气动力学的迅速发展。二十世纪初的重要突破是普朗特的边界层理论,它把无粘性理论和粘性理论在边界层概念的基础上联系起来。  二十世纪蓬勃发展的经济建设提出了越来越复杂的水力学问题:高浓度泥沙河流的治理;高水头水力发电的开发;输油干管的铺设;采油平台的建造;河流湖泊海港污染的防治等。使水力学的研究方向不断发展,从定床水力学转向动床水力学 ;从单向流动到多相流动;从牛顿流体规律到非牛顿流体规律;从流速分布到温度和污染物浓度分布;从一般水流到产生渗气、气蚀,引起振动的高速水流。以电子计算机应用为主要手段的计算水力学 也得到了相应的发展。水力学作为一门以实用为目的的学科将逐渐与流体力学合流。  水动力学的研究方法:  一、理论分析:  经典力学的基本原理:  牛顿的三大定律、动量定理、动能定理  水流运动的基本方程式:  连续性方程、能量方程、动量方程  二、科学试验及测试方法  1、原型观测  2、模型试验  3、系统试验  4、数值模拟  水动力学主要测试要素:  1.流速与流向测量  2.动水压力的测量  3.水位和浪高的测量  4.流量的测量  5.掺气水流的测量  6.空化水流的测量  7.泥沙的测量  8.水下地形的测量  9.应力和应变的测量

  10.振动的测量

这些问题明显可以使用搜索引擎搞定的,一般就不要在这里提问了,在谷歌,百度都可以搞定的。

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