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理想流體
來源:互聯網

在研究流體流動時,若不考慮流體的粘性,則稱為理想流體的流動,相應地稱流體為理想流體,理想流體是絕對不可壓縮、完全沒有粘滯性的流體。對于理想流體流動,流體質點只受到正壓力,沒有切向力。

1752年,歐拉提出理想流體概念,并基于連續介質 (流體微團) 假設和牛頓第二定律給出了描述理想流體運動的基本方程——歐拉方程,這是第一個將微分方程應用到流體力學領域的方程,同時奠定了流體力學流場描述的標準形式。歐拉方程與牛頓黏性定律、伯努利原理一起構成了經典流體動力學大廈的3塊基石。

歐拉方程

理想流體運動的基本方程——歐拉方程。

歐拉方程是無粘流體的方程。這里的無粘流,不考慮粘性、熱傳導、質量擴散等擴散項。

與粘性流體

由于流體中存在著粘性,流體的一部分機械能將不可逆地轉化為熱能,并使流體流動出現許多復雜現象,例如邊界層效應、摩阻效應、非牛頓流動效應等。自然界中各種真實流體都是粘性流體。有些流體粘性很小(例如水、空氣),有些則很大(例如丙三醇、油漆、蜂蜜)。當流體粘度很小而相對滑動速度又不大時,粘性應力是很小的,即可近似看成理想流體。

理想流體一般也不存在熱傳導和擴散效應。實際上,理想流體在自然界中是不存在的,它只是真實流體的一種近似模型。但是,在分析和研究許多流體流動時,采用理想流體模型能使流動問題簡化,又不會失去流動的主要特性并能相當準確地反映客觀實際流動,所以這種模型具有重要的使用價值。

流體力學不可壓縮在流體力學中,為研究問題的方便,引入“不可壓縮流體”的概念。所謂不可壓縮流體,即絕對不可壓縮的流體。實際流體都是可壓縮的,但不同的流體,其壓縮性有很大的差別,如氣體與液體,其主要區別就在于其可壓縮性的大小。對于液體來說,其壓縮性很小,是影響流動的一個次要因素,常??梢院雎圆挥?。對于氣體而言,它是可以壓縮的,且壓縮性較大。因而在一般工程問題中,常將氣體作可壓縮流體處理,而將液體作不可壓縮流體處理。但氣體的流動性很大,只要施加很小的壓力差,氣體就可迅速地流動起來,而由這個壓力差所引起的各處密度的變化是很小的,因此,對于流動著的氣體,其壓縮性也可忽略不計。理想流體將完全沒有豁性的流體稱為理想流體。理想流體是流體力學中的一個假想模型,在實際中并不存在。但在很多實際工程問題中,實際流體所表現出的a滯性很小,往往可以忽略不計,而可簡化成理想流體。與完全氣體理想流體和完全氣體是兩個不同的概念,前者指流體沒有粘性,后者指狀態參量滿足克拉珀龍方程的氣體(見邊界層,流體阻力,非牛頓流體力學)。

參考資料 >

第十二章 流體力學基礎.中國科學技術大學.2023-12-28

第 1 章 流體力學與計算流體力學基礎 .清華大學出版社.2023-12-28

流體力學的歷史發展回顧.搜狐網.2023-12-28

不可壓縮流體與理想流體.www.cclcn.com.2016-01-15

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