4545
Chương 3. ĐỘNG HỌC LƯU CHẤT
1. Hai phương pháp mô tả chuyển động của lưu chất
2. Các khái niệm
3. Phân loại chuyển động
4. Gia tốc toàn phần của phần tử lưu chất
5. Phương trình liên tục
6. Phân tích chuyển động của phần tử lưu chất
46
1.
HAI PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG (1/2)
1.1
Phương pháp Lagrange.
Chuyển động của thể tích lưu chất được mô tả bởi quỹ đạo
của các phần tử của thể tích:
dt
du
a
dt
du
a
dt
du
a
dt
dz
u
dt
dy
u
dt
dx
u
t,z,y,xzz
t,z,y,xyy
t,z,y,xxx
z
z
y
y
x
x
z
y
x
000
000
000
Ưu điểm: mô tả chuyển động một cách chi tiết.
Khuyết điểm:
• số lượng phương trình phải giải quá lớn (3n);
• không thể mô tả cùng một lúc quỹ đạo của nhiều phần tử.
Khả năng áp dụng: phòng thí nghiệm.
Pgs.Ts
47
1.
HAI PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG (2/2)
1.2
Phương pháp Euler.
Chuyển động của thể tích lưu chất được quan niệm là trường
vận tốc và được mô tả bởi hàm vector vận tốc liên tục theo
không gian và thời gian:
ñaïo Quyõ
toác Gia
tzyxuu
tzyxuu
tzyxuu
zz
yy
xx
,,,
,,,
,,,
99 101 103 105 107 109 111 113 115 117
-3
-1
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
Th¸ng 1
VËn tèc trªn bÒ mÆt
0.1m/s
0.5m/s
Scale
0.05m/s
0.01m/s
Việt nam
Trung quốc
Ưu điểm: chỉ có 3 phương trình.
=> PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG: EULER
Khuyết điểm: không cho phép thấy rõ cấu trúc của chuyển động.
Khả năng áp dụng: tính toán.
Pgs.Ts
48
2. C
ÁC KHÁI NIỆM (1/3)
2.1
Đường dòng.
Đường dòng Là đường cong vạch ra trong lchất chuyển động sao cho
vector vận tốc của các phần tử lưu chất chuyển động trên đó tiếp tuyến
với nó.
Có thể thay đổi theo thời gian.
Phương trình:
zyx u
dz
u
dy
u
dx
u
u
2.2
Ống dòng, dòng chảy.
Ống dòng là bề mặt dạng ống tạo bởi vô số các đường dòng cùng đi
qua một chu vi khép kín.
Dòng chảy là khái niệm dùng để chỉ lưu chất chuyển động bên trong
ống dòng
Ví dụ: mặt trong của đường ống; bề mặt lòng sông cùng với mặt
thoáng… là các ống dòng .
Pgs.Ts
49
2. C
ÁC KHÁI NIỆM (2/3)
2.3
Mặt cắt ướt, chu vi ướt, bán kính thủy lực.
Mặt cắt ướt (A) là mcắt ngang dòng chảy sao cho trực giao với các
đường dòng và nằm bên trong ống dòng.
Chu vi ướt (P) là phần chu vi của mcắt nơi dòng chảy tiếp xúc với
thành rắn (0).
Bán kính thủy lực (R) A
P
V
í dụ:
2
0
.RA
R00
.2 RP
2
0
R
R
hbA .
hbP 2
b
h
P
A
R
Pgs.Ts