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流体的连续介质模型

时间:2022-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:流体是自然界易流动的物质的总称,它包括液体和气体。流体是由大量不断地作无规则热运动的分子所组成,而分子之间又存有空隙。流体力学是一门宏观力学,所关注的是流体的宏观特性即大量分子运动的统计平均特性。因此,研究中通常引入连续介质模型,即认为流体是由连续分布的流体质点所组成。将流体视为连续介质后,流体运动中的物理量均可视为空间和时间的连续函数,这样就可利用数学中的连续函数方法来对流体运动进行研究。

6.1.1 流体的连续介质模型

流体力学的研究对象是流体。流体是自然界易流动的物质的总称,它包括液体和气体。液体具有一定的体积并可形成自由表面,而气体则没有固定的体积,但能充满整个容器。从力学分析看,液体和气体几乎不能承受拉力,在静止状态下还不能承受剪力,即在微小剪力作用下将产生连续不断的变形。在承受压力时,气体容易被压缩,而液体则难于被压缩。

流体是由大量不断地作无规则热运动的分子所组成,而分子之间又存有空隙。因此,从微观的角度看,流体的物理量在时间和空间上的分布都是不连续的。但是,在标准状况下,1cm3液体中约含有3.3×1022个分子,1cm3气体中约含有2.7×1019个分子。也就是说,工程问题中的任何一个宏观体积所包含的分子数目都是非常多的。流体力学是一门宏观力学,所关注的是流体的宏观特性即大量分子运动的统计平均特性。因此,研究中通常引入连续介质模型,即认为流体是由连续分布的流体质点所组成。将流体视为连续介质后,流体运动中的物理量均可视为空间和时间的连续函数,这样就可利用数学中的连续函数方法来对流体运动进行研究。

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