流体流动中的加速度。什么是切向加速度?
在对流体流动分析的位置和速度进行了基本描述之后，让我们进一步讨论位置和加速度的更高导数。在数学上，流体粒子在任何流场中的加速度都是流场速度矢量的一阶导数。通常任何流场描述的速度向量都是空间和时间的函数。
流体粒子加速度
任何物体的物理加速度都是其速度变化的量度。如果任何流体流动的速度矢量是空间和时间的函数，那么它可以随着空间和时间而变化。因此，流体粒子所经历的加速度或速度变化可以是由于速度随空间的变化，也可以是由于速度随时间的变化。
流体粒子由于速度在空间上的变化而引起的加速度称为对流加速度，由于速度在时间上的变化而引起的加速度称为局部加速度或时间加速度。因此，流体粒子的加速度可以有两个组成部分:切向加速度和法向加速度。
切向加速度
切向加速度是由于速度沿运动方向的变化。流体粒子的切向速度变化或切向加速度是切向对流加速度(随空间变化)和切向局部加速度(随时间变化)的和。
法向加速度
任何质点的法向加速度都是法向运动方向的速度变化量或切向速度的分量。当流体粒子沿弯曲路径运动时，就会产生法向加速度。流体粒子沿弯曲路径运动时，速度方向发生变化;它的大小也可以改变。
对于流体粒子沿弯曲路径的运动，速度的变化有两个分量，一个是沿运动方向的，另一个是与运动方向垂直的。显然法向分量产生了法向加速度。和切向加速度一样，法向加速度也是对流和局部加速度分量的和。
流体流动中加速度的例子
流体流动中加速度的例子
流体流动的加速度一般有两个部分，对流的(空间的)和局部的(时间的)。但对于流场随时间不变的定常流动，流体只经历对流加速度。
没有加速度:对于通过直、平行等截面边界的定常流动，流动速度不变，因此不存在加速度类型。
切向对流加速/减速:对于直边界和收敛边界，流动速度随横截面面积的减小而增大。流动速度增加，但方向不变，因此流动只经历切向对流加速度。流体通过直线和发散边界时经历切向对流减速。
法向对流加速度:通过同心曲线边界的流动具有平行流线，流速沿流动方向恒定。流过这些路径的气流只经历正常的对流加速度。
切向加速度/减速和法向加速度:通过收敛弯曲边界的流体将沿流动方向加速，其横截面积减小，同时由于弯曲路径的存在，也会产生垂直于流动方向的加速度。对于发散曲线边界，流体经历切向减速和法向加速度。
这篇文章是流体流动分析系列的一部分
在土木工程中，为了有效地设计液压系统，首先分析液压系统中的流体流动是非常重要的。本系列文章讲述了流体流动分析的概念是什么，以及这些概念是如何在流体流动分析的背景下使用的。