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2013年岩土辅导:流体运动考点(1)

作者:编辑部小羽     文章来源:鸿彩网网校    发布时间:2013-05-06    浏览:

  温馨提示:2013年注册岩土工程师考试时间为9月7、8日。为了帮助学员有效备考,鸿彩网网校搜集整理了2013年岩土考试辅导资料,希望对考生的学习有所帮助。

 

  一、流体运动的基本概念

  (一)流线和迹线

  流线是在流场中画出的这样一条曲线:同一瞬时,线上各流体质点的速度矢量都与该曲线相切,这条曲线就称为该瞬时的一条流线。由它确定该瞬时不同流体质点的流速方向。

  流线的特征是在同一瞬时的不同流线一般情况下不能相交;流线也不能转折,只能是光滑的曲线。

  迹线是某一流体质点在一段时间内运动的轨迹,迹线上各点的切线表示同一质点在不同时刻的速度方向。

  (二)元流和总流

  在流场中任取一微小封闭曲线,通过曲线上的每一点均可作出一根流线,这些流线形成一管状封闭曲面称流管。由于速度与流线相切,所以穿过流管侧表面的流体流动是不可能的。这就是说位于流管中的流体有如被刚性的薄壁所限制。流管中的液(气)流就是元流,元流的极限是一条流线。总流是无限多元流的总和。因此,在分析总流前,先分析元流流动,再将元流积分就可推广到总流。

  与元流或总流的流线相垂直的截面称过流断面,用符号a表示其断面面积。在流线平行时,过流断面为平面,流线不平行则过流断面为曲面。

  (三)流量和断面平均流速

  (四)流动分类

  1.按流动是否随时间变化将流动分为恒定流和非恒定流。若所有的运动要素(流速、压强等)均不随时间而改变称为恒定流。反之,则为非恒定流。

  恒定流中流线不随时间改变;流线与迹线相重合。在本节中,鸿彩网免费注册只讨论恒定流。

  2.按流动是否随空间变化将流动分为均匀流和非均匀流。流线为平行直线的流动称为均匀流。如等直径长管中的水流,其任一点的流速的大小和方向沿流线不变。反之,流线不相平行或不是直线的流动称为非均匀流。即任一点流速的大小或方向沿流线有变化。在非均匀流中,当流线接近于平行直线,即各流线的曲率很小,而且流线间的夹角也很小的流动称为渐变流。否则,就称为急变流。渐变流和急变流没有明确的界限,往往由工程需要的精度来决定。渐变流的极限情况就是均匀流。

 

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