Модели жидкой среды и методы гидромеханики

Модели жидкой среды и методы гидромеханики

Модели жидкой среды и методы гидромеханики. Математическое описание движения жидкой среды с помощью общего дифференциального уравнения, учитывающего все физические свойства, присущие этой среде, является сложной задачей. Уравнения движения, описывающие основные законы механики, настолько сложны, что даже если они ограничиваются учетом только текучести, вязкости и сжимаемости, все равно невозможно разработать общий аналитический метод их решения. Применение методов численного интегрирования таких уравнений на основе современных вычислительных машин также сопряжено со значительными трудностями.

Именно поэтому в гидродинамике широко используются модели различных упрощенных сред и отдельных явлений. Людмила Фирмаль

• Имеется в виду, что под реальной моделью окружающей среды понимается гипотетическая среда, в которой учитывается лишь определенное количество физических характеристик, имеющих существенное значение для определенного круга явлений и технических задач. Другие необязательные свойства среды в модели не рассматриваются. 1. одной из главных вещей в механике жидкости является модель идеальной (или невязкой) жидкости с несжимаемыми свойствами. Это имя виртуальной непрерывной среды с текучестью и、 Двадцать одни Вязкость и полностью несжимаемость. Данная модель стала предметом исследования в разделе механики жидкости»теория идеальных несжимаемых жидкостей».Без учета вязкости и сжимаемости жидкости математическое описание движения жидкости может быть значительно упрощено, что приводит к получению многих решений в конечной замкнутой форме.

Несмотря на значительную степень идеализации среды, в большинстве случаев теория несжимаемой невязкой жидкости дает экспериментально количественно подтвержденные результаты, которые служат не только качественно, но и в практических приложениях. Но ключевая ценность этой теории заключается в том, что она лежит в основе других моделей, более полно учитывающих свойства реальных сред. Однако, следует подчеркнуть, что игнорирование вязкости приводит к значительной идеализации. Поэтому теория идеальной несжимаемой жидкости может привести к результатам, существенно отличающимся от экспериментальных данных. Более полно свойства собственно жидкости рассматриваются в модели вязкой несжимаемой среды fluid. It это среда с текучестью и вязкостью, но абсолютно несжимаемая.

• Только в ограниченном числе случаев при простейшем условии теория вязких несжимаемых жидкостей позволяет получить точное решение полного уравнения движения. Самое главное в этой теории-приближенное уравнение и его решение. Такое уравнение можно получить, отбросив движение членов в полном уравнении, что мало влияет на соответствие теоретических решений результатам эксперимента. Решение приближенного уравнения может быть как точным, так и приближенным. Как известно, жидкость в каплях является менее сжимаемой средой. Таким образом, для широкого круга теоретических и прикладных задач пренебрежение сжимаемостью является общепринятым и мало влияет на форму полученного решения и теоретические результаты в той мере, в какой они совпадают с измеренными данными.

Тем не менее, есть случаи движения жидкости, которые не могут быть описаны как надежные, если не учитывать сжимаемость account. An примером может служить явление гидравлического удара труб, которое будет рассмотрено ниже. Несмотря на то, что газ является легко сжимаемой средой, если скорость его движения относительно невелика(почти обычно менее 70 м / с), то эта характеристика проявляется не сильно. Поэтому для газов, протекающих с малыми скоростями, применимы обе рассмотренные модели. Также, как правило, при объяснении движения газов, допускается игнорировать влияние gravity. So, можно говорить о модели идеальной невесомой несжимаемой жидкости (газа) или вязкой невесомой несжимаемой жидкости (газа).

Существуют и другие модели несжимаемой жидкости, которые используются в специальных разделах механики жидкости и учитывают 23 специфические свойства этих сред. Людмила Фирмаль

• К ним относятся, например, проводящие вязкие несжимаемые среды, изучаемые в магнитогидродинамике, а также двухфазные несжимаемые среды, представляющие собой смеси жидкостей и газов или смешанные жидкости и взвешенные твердые вещества. При скоростях, сравнимых со скоростью звука и выше, сжимаемость сильно влияет на свойства гидродинамических явлений, которые часто важнее учитывать, чем учитывать вязкость. Движение газов с учетом скорости сжимаемости является предметом изучения газовой динамики, основную роль в которой играют среды 2-х моделей. Идеальный (то есть невязкий) газ и вязкий gas. In в последние десятилетия раздел пневматики получил широкое развитие. Здесь важны электропроводность, диссоциация молекул, степень разрежения и другие специфические особенности среды.

Разработаны соответствующие модели этих сред и эффективные методы их изучения. В этом курсе рассматриваются модели идеальных, вязких, несжимаемых жидкостей и только несколько идеальных газов. Ниже приводится краткое описание только методов, используемых для решения задачи на основе этих методов.

Смотрите также:

Примеры решения задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Явления на границах жидкостей с газами и твердыми телами.
2. Испарение и кипение жидкостей. Кавитация.
3. Два метода описания движения жидкости.
4. Линии и трубки тока. расход жидкости.