流體與連續(xù)介質(zhì)假定

氣體和液體統(tǒng)稱為流體。流體具有兩大特點(diǎn):一是具有流動(dòng)性,二是無固定形狀。

流體的流動(dòng)性體現(xiàn)在流體(氣體和液體)受到任何微小的剪切力都能產(chǎn)生連續(xù)變形,不僅會(huì)發(fā)生整體性的運(yùn)動(dòng),其內(nèi)部也會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

雖然氣體和液體都是流體,但在進(jìn)行流體流動(dòng)研究時(shí),需要區(qū)別出它們之間的差別。

液體:液體分子間距離相對(duì)較小,分子間的相互作用力比氣體分子間的大,液體在容器中能形成一定的自由表面,并且液體的體積隨溫度、壓力的變化都很小。

氣體:氣體沒有一定的體積,氣體總是充滿儲(chǔ)存它的容器的每個(gè)角落,且氣體體積隨溫度、壓力的變化較大。

因?yàn)橐后w體積隨壓力變化不明顯,氣體體積隨壓力變化明顯,液體和氣體分別被稱為不可壓縮流體和可壓縮流體。

提及流體,繞不開連續(xù)介質(zhì)假定。

宏觀上合適量的液體和氣體都是由彼此間有空隙的分子所組成的,而且每個(gè)分子都在作著永不停息的無規(guī)則的分子熱運(yùn)動(dòng)。這就是說,在微觀上流體并不是連續(xù)分布的,并且伴有隨機(jī)的熱運(yùn)動(dòng)。但我們研究流體流動(dòng)并不需要知道流體微觀分子如何運(yùn)動(dòng),我們只需要在宏觀上把握流體運(yùn)動(dòng)就可以進(jìn)行研究。

所以,工程上提出了連續(xù)介質(zhì)假定來解決這個(gè)問題。

我們先規(guī)定流體質(zhì)點(diǎn),所謂流體質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)含有足夠多分子的流體微元,其大小遠(yuǎn)小于流體所處容器的尺寸,但遠(yuǎn)大于分子自由程。我們?nèi)×黧w質(zhì)點(diǎn)作為研究對(duì)象,這樣就繞過了考慮微觀上分子間的間隙,而把流體當(dāng)作由無數(shù)連續(xù)分布的、彼此間沒有間隙的流體質(zhì)點(diǎn)所組成的整體的連續(xù)介質(zhì),這就是連續(xù)介質(zhì)假定。(以上描述對(duì)流體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行了人為的假定)

基于連續(xù)介質(zhì)假定,我們就可以通過使用數(shù)學(xué)上的微分方程等工具對(duì)流體流動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行研究了。

個(gè)人之力難免疏漏,如有錯(cuò)誤,歡迎批評(píng)指正!

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡書系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

友情鏈接更多精彩內(nèi)容