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流體微團運動
鎖定
- 中文名
- 流體微團運動
- 外文名
- motionoffluidlumps
流體微團運動特性原理
對於直角座標系,在流場中任取正交微小六面體的流體微團如圖1所示。設A點速度為
、
、
,則其他各點的速度用泰勒級數展開,忽略高階微量後如表所示。
對E點的速度進行改寫,可以得出(1)式:
流體微團運動流體微團運動速度分解
由於流體微團上各點的速度不同,經過dt時段後,該流體微團不僅位置發生了移動,而且形狀也將發生變化,由原來的正交微小六面體變成斜平行微小六面體。由速度分解可以看出,流體微團的運動形式包括以下兒種
[2]
。
流體微團運動平移
微團運動過程中任一線段的長短及方位均保持不變的運動。這隻有在各點的速度都相同的情況下才能實現。以圖1中的ABCD面為例,如果平移到
,則必須是各點速度均為
、
,見圖2(a)。在式(1)中右邊第1項
、
、
,正是圖1所示六面體微團上各點所共同具有的速度,稱為平移速度。
流體微團運動線變形
式中,為線變形率。式(1)右邊第2項即代表與線變形相應的速度增量。
流體微團運動角變形
微團運動過程中兩條垂直邊夾角的變化。它是由於軸線上各點沿垂直軸線方向的速度不等所產生的。圖1中的A和B因y方向速度不同使AB轉動,轉角近似為公式
;A和C因x方向速度不同,使AC轉到,轉角近似為
,見圖2(c)。轉角
可以分成角變形和轉動兩部分。規定單位時間內轉角的一半為角變形率,即
式(1)右邊第三、四項代表與角變形相應的速度增量。
流體微團運動轉動
式(1)右邊第5、6項代表與轉動相應的速度增量。見圖2(d)。