這是流體力學書上的一段話,請問怎麼去理解

時間 2021-05-29 22:55:01

1樓:

這其實是個很有趣的問題。

首先得明確兩個概念,steady和stable。

前者才是嚴格意義上的定常,即對時間導數為0,後者通常是指某種週期性的流動結構變化。

兩者經常是通過座標變換後可以轉換的。

2樓:皿煮柿油

船是勻速直線運動,以船為參考係觀察某一位置(比如船左側一公尺),水流相對船的速度是恆定的。

倘若參考係為靜止的大地,則「船左側一公尺」並不是乙個固定的點,它隨船而運動。所以對於站在岸上的人來說,假如觀察水面某個固定的點,所看到的是水面的某個固定位置的點被船所接近、擾動(說擠開可能更容易理解)、最後船離去,水面又恢復平靜,這就是個非定常的過程了。

3樓:

還有個類似的例子,可能用的更多。

比如天上的飛機,勻速向前飛。這個流動問題,可以看成是飛機在空氣中飛,那麼參照系是靜止的天空,很大的天空。這時候飛機是動的,飛機周圍的空氣也是動的,甚至劃過的地方一小段時間也是動的。

這些地方空氣的動是飛機穿過的時候動,飛機穿過以後慢慢由動變為不動。很明顯這是乙個非定常問題,要求解這樣的非定常問題,並不簡單。如果你以飛機作為參照系,那麼問題簡單多了,飛機不動,遠處的空氣以和飛機相反的方向勻速吹向飛機。

以飛機為參考係,這個座標空間中每個點的流動量都不隨時間發生變化。這個就是定常問題。實際上,現在做飛機的風洞實驗,就是讓空氣吹飛機。

定常和非定常問題的轉化在流體力學應用層面是非常常見的,比如,葉輪機械裡面轉動的葉片間流動也可以轉化成定常問題來分析。

4樓:哲子哥

我還是想先吐槽兩句,這麼簡單的道理不懂看來是不容易學好流體力學。

這個簡單道理也不需要生搬硬套寫公式來講解,只會讓初學者糊塗。最簡單的道理,你站在靜水勻速直航的船上的時候,看船的波形,是不是固定不變的,一直都是那個波形?也就是說波形不隨時間變化,而你站在船上,是以船為座標系進行觀察的,所以對於固定在船上的座標系(也就是你)來說,船舶興波是定常的。

當你在岸上看水裡面勻速直航行駛的船的時候,船先在a點,後來在b點,首先波的位置變化了,船行波隨著船舶行駛,逐漸在遠處消散,而又有新的船行波在船後以及船側生成。因此對於岸這個參考係來說,屬於非定常的問題。

5樓:喘振線外的顫振線

個人認為用這個例子來解釋論點非常不合適。

定常與非定常的區別在於(Var)/t 是否等於0,這裡,Var是乙個假定任意時間相關的變數。如果等於0,那麼是定常的,如果不等於0,那麼是非定常的。

現在特例化,假定Var是絕對速度、Varu是牽連速度,Varw是相對速度,則 (Var)/t 是絕對座標系下評判標準,而(Varw)/t是牽連座標系下的評判標準。由此來看,我甚至覺得例子舉錯了!無論從船上看,還是岸上看都是定常的。

6樓:OIC丶北溟

尤拉觀點去看的話就是 ,不隨時間變化了,那就是整個空間的流場速度不變了,那可以叫做定常流動,但如果是拉格朗日觀點,使用區域性座標系,那就是 就是物理量的變化除了和時間相關還和空間相關,就不是單純的和時間無關了,因為可能整個流場是穩定的,但不同的點的值隨空間是變化的。這是我自己的理解可能也不太對。

7樓:king123

這很難理解嗎?給你舉個例子,水龍頭一直以一定流量放水叫定常。你撒尿從一定流量到最後一滴也沒有叫非定常。

說白了就是,放水速度與時間有關係了嘛!現在我們假設船從a運動到b,岸上觀察,起初a附近的水因為船運動而運動,後來船到b了,b處的水在運動,a處的水就沒有運動了。取a為控制體,a的速度由初速度變為0,顯然隨時間變化。

這個以尤拉場的控制體來看,直接推出這是非定常。如果座標繫在船上,控制體始終跟著座標(船)一起運動,也就是說控制體沒有被綁在a點,隨著船一起動起來了,那自然這時候控制體裡的流動就是定常流動了。

用拉格朗日的流體微團也可以解釋,略麻煩,自己思考。

8樓:substeps999999

把定常流的定義和特徵體會清楚就行了。定常流的速度場不隨時間變化:從岸上看,船位置變了,速度場跟之前不一樣了,這就是非定常的;而從船上看,不考慮邊界層內的不穩定流動的話,周圍的速度場一直保持乙個形態,這是定常的。

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