【摘要】：因此,本课程分析时均采用“连续介质”这个模型。应用这一假定所导出的方程及其计算结果,与实验结果是相吻合的,从而表明连续介质模型是合理的。
不论是液体或气体,总是由无数的分子所组成的,分子之间有一定的间隙,也就是说,流体实质上是不连续的。
尽管流体的质量在空间和时间上的分布是不连续的,而且具有随机性,但在流体力学中研究流体的运动规律时,考察的是大量分子所组成的流体质点的宏观运动规律,不着眼于个别分子的微观运动状况,注重的是整个设备(流场)范围内的变化,而不是分子平均自由程那样微小距离上的差异。于是采用一种简化的物理模型——流体是连续介质来代替流体的真实结构。把流体看作充满所在空间、内部无任何空隙的连续体,流体质点的尺寸远小于放置在流体中的实物或流体所处空间的尺寸,但远大于分子自由程。它含有足够多的分子,因此能用统计平均的方法,求出宏观的特征量(如压力、密度、宏观速度等),从而可以对这些宏观量的变化进行考察。通俗地说,流体微团具有“宏观无限小,微观无限大”的性质。这种“连续介质”模型,是对流体物质结构的简化,使我们在分析问题时得到两大方便:第一,它使我们不考虑复杂的微观分子运动,只考虑在外力作用下的宏观机械运动;第二,能运用数学分析的连续函数工具。因此,本课程分析时均采用“连续介质”这个模型。
采用连续介质假定之后,位于任一点的流体及其运动的各种特性如密度、速度、温度等都有了确定的定义,这就能大大简化对于流体平衡及其运动的研究,并可利用基于连续函数的数学工具。应用这一假定所导出的方程及其计算结果,与实验结果是相吻合的,从而表明连续介质模型是合理的。当然,连续介质假定并不适用于所有情况。例如,在高空或真空下,气体稀薄,分子间距已与考察物体的尺寸相当,这时的气体就不能再看作是连续介质了。
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