从黄师姐那里了解到要学习CFD的话,需要先补充流体力学、数学以及计算机方面的常识,小白就一阵头大。想起当初自己已经把牛皮吹出去了,现在都不知道怎么收场,一个月入不了门多丢人。不过头大归头大,小白还是老老实实在图书馆呆了一个星期,基本上将流体力学基础过了一遍,虽然说学得很粗糙,但一些基本原理还是有了了解。
连续介质假定:需要了解"宏观上无穷小、微观上无穷大"的概念以及knudsen数的定义方式。
其中,λ为分子自由程,L为系统长度尺度。
流体密度:流体密度反映的是流体微团的平均密度。
流体粘度:反映剪切应力与应变之间的关系。
根据流体属性可将流体分为不同的类型:
稀薄流体
可压缩流体和不可压缩流体
牛顿流体与非牛顿流体
粘性流体与理想流体
流体静力学:几乎所有的流体力学参考资料上都会包含有流体静力学方面的内容,这些内容说到底也就是一个流体静止条件下压力分配的问题。
在学习流体静力学过程中,需要掌握的概念包括:
静力学基本方程
流体压力只与深度有关,与方向无关,同一深度位置压力相等。
绝对压力与相对压力
表压
流体动力学研究流体流动状态下压力速度分布,主要包括两大块的内容:
1
伯努利方程
可表达为:
在学习伯努利方程时,需要搞清楚几个关于压力的概念:
静压:即式中的
动压:即式中的密度与速度平方的乘积的一半
总压:静压与动压的和称之为总压。
2
流动阻力计算
流动阻力包含沿程阻力与局部阻力。
对于管道流动,其沿程阻力可通过范宁公式计算:
式中,l为管道长度,d为管道内径,λ为阻力系数。 对于阻力系数λ,层流和湍流状态下计算方式不同:
层流状态下:
湍流状态下
对于光滑管道,可用伯拉修斯经验方程
对于粗糙管道,阻力系数可查莫迪图。
局部阻力可用下式进行表示:
式中,ξ为阻力系数,不同设备的阻力系数需要通过实验测定。
这是江小白通过一周的学习,对于流体力学总结的内容,不过黄师姐听完小白的汇报后,只说了句“学了点儿皮毛,聊胜于无,后面要补的课程太多了。”
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