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1、第二節(jié) 流體質(zhì)點(diǎn)與連續(xù)介質(zhì),一、流體的物理屬性 二、流體質(zhì)點(diǎn)的概念 三、連續(xù)介質(zhì)的概念 四、流體的易變形性,一、流體的物理屬性,物質(zhì)的三個(gè)基本屬性： 由大量分子組成； 分子不斷作隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)； 分子與分子之間存在著分子力的作用,流體的微觀特性,分子運(yùn)動(dòng)特性。 時(shí)間上：隨機(jī)性； 空間上：不連續(xù)性。,流體的宏觀特性,液體有一定的體積無(wú)一定的形狀。 氣體既無(wú)一定體積也無(wú)一定形狀。,流體的微觀和宏觀特性,流體的微觀運(yùn)動(dòng)自身的熱運(yùn)動(dòng)（不是流體力學(xué)的研究范圍） 流體的宏觀運(yùn)動(dòng)外力引起統(tǒng)計(jì)平均值,思考題,下圖是否適用于靜止流體？ A、是 B、不是； 答案：,,選A，因?yàn)楫?dāng)前流體處于宏觀靜止?fàn)顟B(tài)，內(nèi)部分子仍在劇

2、烈運(yùn)動(dòng)，只不過(guò)所有分子的速度矢量的統(tǒng)計(jì)平均值為零。,流體的物理屬性,流體在力學(xué)性能上表現(xiàn)出的特點(diǎn)流動(dòng)性： 1、流體不能承受拉力，因而流體內(nèi)部不存在抵抗拉伸變形的拉應(yīng)力。 2、流體在宏觀平衡狀態(tài)下不能承受剪切力，任何微小的剪切力都會(huì)導(dǎo)致流體連續(xù)變形、平衡破壞、產(chǎn)生流動(dòng)。,二、流體質(zhì)點(diǎn)假設(shè),所謂流體質(zhì)點(diǎn)就是流體中宏觀尺寸非常小而微觀尺寸又足夠大的任意一個(gè)物理實(shí)體。 假設(shè)： 流體質(zhì)點(diǎn)無(wú)線尺度；流體質(zhì)點(diǎn)具有宏觀特性；流體質(zhì)點(diǎn)的物理量值為周圍臨界體積 范圍內(nèi)物理量的統(tǒng)計(jì)平均值。,三、流體連續(xù)介質(zhì)模型,將流體作為由無(wú)窮多稠密、沒(méi)有間隙的流體質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì)，這就是1755年歐拉提出的“連續(xù)介質(zhì)模型”。

3、在連續(xù)性假設(shè)之下，表征流體狀態(tài)的宏觀物理量如速度、壓強(qiáng)、密度、溫度等在空間和時(shí)間上都是連續(xù)分布的，都可以作為空間和時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。,連續(xù)介質(zhì)假設(shè),連續(xù)介質(zhì)假設(shè)：流體是由連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)組成的介質(zhì)。 l .可運(yùn)用連續(xù)函數(shù)論數(shù)學(xué)工具描述和分析流體運(yùn)動(dòng)。 2 .連續(xù)介質(zhì)和流體質(zhì)點(diǎn)假設(shè)是對(duì)實(shí)際流體的數(shù)學(xué)抽象，就像幾何學(xué)對(duì)自然物圖形的抽象一樣 3 .只有在稀薄氣體和激波層內(nèi)等少數(shù)情況下，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)才不適用,思考題,連續(xù)介質(zhì)假設(shè)不適用于稀薄氣體是因?yàn)?A、稀薄氣體的分子數(shù)太少，無(wú)法取統(tǒng)計(jì)平均值； B、要達(dá)到確定的統(tǒng)計(jì)平均值的臨界體積與物體相比太大。 答案：B,四、流體的易變形性,l 、流體與固體的分子

4、結(jié)構(gòu)存在差異，流體具有易變形性。 2 、流體的力學(xué)定義：流體不能抵抗任何剪切力作用下的剪切變形趨勢(shì)。 3 、流體的易變形性是流體的決定性特征，這決定了流體的許多特征行為：,流體的特征行為,流體易變形是流體的決定性宏觀力學(xué)特性具體表現(xiàn)為在受到剪切力持續(xù)作用時(shí)，固體的變形一般是微小的（如金屬），或有限的（如塑料），但流體卻能產(chǎn)生很大的甚至無(wú)限大的變形（力作用時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)）,當(dāng)剪切力停止作用后，固體變形能恢復(fù)或部分恢復(fù)，流體則不作任何恢復(fù)。,流體的特征行為,當(dāng)受到剪切力持續(xù)作用時(shí)，固體的變形是有限的，流體能產(chǎn)生無(wú)限大變形（流動(dòng)） 固體內(nèi)的切應(yīng)力由變形量決定（胡克定律），流體內(nèi)的切應(yīng)力由變形速率決定（俗

5、稱流得快，流得慢）；,通過(guò)攪拌改變均質(zhì)流體微團(tuán)的排列次序，不影響它的宏觀物理性質(zhì)，強(qiáng)行改變固體微粒的排序無(wú)疑將它徹底破壞,例如，攪拌加蜂蜜的水,流體的特征行為,固體摩擦與壁面狀況有關(guān)，流體與固體表面實(shí)現(xiàn)分子量級(jí)接觸，達(dá)到表面不滑移,液體摩擦,流體的特征行為,任意改變勻質(zhì)流體微團(tuán)排列次序，不影響其宏觀物理性質(zhì)； 流體運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)部可形成超乎想象的復(fù)雜結(jié)構(gòu)（湍流）。,思考題,有人說(shuō)固體具有確定的形狀而流體沒(méi)有。據(jù)此定義常溫下一塊瀝青屬于固體還是流體？ A、固體； B、流體。 答案：,,瀝青屬于流體，常溫下瀝青在自重作用下仍存在剪切變形趨勢(shì)，只不過(guò)變形過(guò)程極為緩慢，短時(shí)內(nèi)覺(jué)察不到，經(jīng)過(guò)數(shù)月后才變成扁平狀。,思考題,固體表面凹凸不平，因此兩個(gè)固體表面接觸時(shí)總是存在縫隙。你認(rèn)為這種說(shuō)法 A、對(duì)； B、錯(cuò)； C、不完全對(duì),,選C .因?yàn)閷蓧K固體表面都用磨床加工研磨后可以達(dá)到無(wú)縫隙接觸，如塊規(guī),