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流体力学基本控制方程:连续、动量、能量方程

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:所有形式的CFD都是基于流体力学基本控制方程,即连续方程、动量方程和能量方程。对于非定常、三维可压缩无黏流动,其控制方程是:(一)连续方程1.非守恒型2.守恒型(二)动量方程1.非守恒型x方向y方向z方向2.守恒型x方向y方向z方向(三)能量方程1.非守恒型2.守恒型

流体力学基本控制方程:连续、动量、能量方程

所有形式的CFD都是基于流体力学基本控制方程,即连续方程、动量方程和能量方程。这些方程是流体力学都必须遵循的三大基本物理定律的数学表述:①质量守恒;②牛顿第二定律,F=ma;③能量守恒

黏性流动包括摩擦、热传导和质量扩散等运输现象的流动,这些运输现象是耗散的,它们总是增加流动的熵。对于非定常、三维可压缩黏性流动,其控制方程是:

(一)连续方程

1.非守恒型

2.守恒型

(二)动量方程

1.非守恒型

(1)x方向

(2)y方向

(3)z方向

2.守恒型

(1)x方向

(2)y方向

(3)z方向

(三)能量方程

1.非守恒型

2.守恒型

式中 ρ——密度,kg/m3

t——时间,s;

▽——哈密顿算子;

V——速度,m/s;

uvw——速度在xyz方向上的分量,m/s;

p——压力,Pa;(www.xing528.com)

f——体积力,N;

τ——剪切力,N;

K——热传导率,W/(m·K);

q——热通量,J/s;

e——内能,J。

无黏流动是指忽略流动中的黏性耗散和运输现象以及热传导的流动。对于非定常、三维可压缩无黏流动,其控制方程是:

(一)连续方程

1.非守恒型

2.守恒型

(二)动量方程

1.非守恒型

(1)x方向

(2)y方向

(3)z方向

2.守恒型

(1)x方向

(2)y方向

(3)z方向

(三)能量方程

1.非守恒型

2.守恒型

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