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大学物理中流体力学的研究通常涉及以下几种模型:
理想流体模型
理想流体是没有黏性的流体,其流动时不存在摩擦力。
牛顿通过实验提出了理想流体的剪切应力公式,为理想流体力学的发展奠定了基础。
黏性流体模型
黏性流体是具有黏性的真实流体,其流动时存在摩擦力。
牛顿的剪切应力公式和L.纳维尔与G.G.斯托克斯的运动方程组是黏性流体力学的基础。
定常流动模型
定常流动是指流体中任一点流体质点的流动参数(如压强和速度)不随时间变化。
定常流动的研究相对简单,有时可以直接积分微分方程得出解。
非定常流动模型
非定常流动是指流体中任一点流体质点的流动参数随时间变化。
非定常流动的研究比定常流动复杂,需要考虑时间依赖性。
一维、二维与三维流动模型
一维流动是指流动参数仅是单一坐标(如x)的函数。
二维流动是指流动参数是二维坐标(如x和y)的函数,可以是平面流动或轴对称流动。
三维流动是指流动参数是三维坐标(如x、y和z)的函数。
边界层理论
边界层理论将流动分为势流区和边界层区,在远离边界的区域使用无黏性流体理论,在靠近边界的区域使用黏性流动理论。
这些模型是流体力学中描述流体运动的基础,通过它们可以研究各种流体流动现象和工程应用中的流体问题。