控制体积,微分,积分,拉格朗日,欧拉方法,系统:流体流动分析

页面内容

系统方法

如果定义正确,问题就解决了一半。就像我们用自由体图来解决力学问题一样,我们定义一个系统来解决流体流动问题。

系统被定义为通过系统边界与周围环境隔开的质量量,在系统边界之间不发生质量传递。系统的边界是可以移动的。该系统应用基本定律来解决流体流动问题。这种系统方法有助于分析通过通道或管道的简单流动,其中可以定义一个固定的质量进行分析,并在流动时进行跟踪。

音量控制法

对于通过复杂形状和机器(如压缩机或涡轮机)的流动,很难定义和跟踪特定的质量。因此,为了分析流量,我们定义了一个控制体积,并研究通过这个体积的流量。它的边界可以与物体的真实物理边界重合,也可以是为分析而定义的虚构边界。控制体积法可用于计算控制体积两端的流速,也可用于流体流动的力和运动分析。

微分方法

流体流动的分析可以通过考虑系统或控制体积的无穷小元素来完成。这给出了定义流动的微分方程,它们的解提供了流动的详细图像。

积分的方法

对于流体的整体分析,要考虑系统或控制体积的有限元。给出了整体公式,分析简单,能全面反映流体行为。

拉格朗日方法

在拉格朗日方法中,流体被认为是由小的流体颗粒形成的。跟踪这些流体粒子的运动,并应用粒子力学定律对它们进行分析。随着粒子数量的增加,分析变得繁琐。

欧拉方法

在欧拉方法中,流体流动的性质,如速度、加速度、压力和密度,被描述为空间和时间的函数。这提供了空间中每个点的流动特性随时间变化的图像。这种流场的公式允许对任何流场进行详细的数学分析。

这些基本方法同样适用于所有流体流动问题,但有时甚至在分析一些简单的流体流动问题时也不能得到封闭的结果。在这类问题中,采用了数值方法和实验方法。

这篇文章是系列文章的一部分:流体流动的基础知识

流动的流体是如何运动的,流动的流体中不同的参数是如何变化的?流体流动分析是对流体流动的理论和实验研究,通过确定流动模型和观察参数的变化。本系列将讨论流体流动的基本原理。

  1. 流体流动分类
  2. 流体流动的分类-基于流动模式
  3. 流体流动可视化
  4. 流体流动分析-不同的方法
  5. 流体流动元件-流体颗粒和流管