流体力学与流体计算力学基础（一）

1.流体与固体的区别：不能承受剪（应）力：剪力是力，是物体相互之间的力。剪应力，类似压强概念。两个方向均是受力面法线方向。

  流体与液体的区别：密度变化不大/变化较大（气体压强、温度、体积存在一定的关系：pV=nRT or pM(摩尔质量)=ρRT）

2.Fluent能够计算满足连续介质假设，对于稀薄空气，需要其他的研究方法，分子运动论，直接模拟蒙特卡洛法等。

3.流体力学5个基本变量：压强，温度，密度，焓，熵。两个即可确定热力学状态。焓=熵=温度

3.1）压强：压强与参考压强（通常设为大气压强）的差值称为表压，FLUENT运算使用的都是表压。绝对压强是参考压强（Operating Pressure）与表压强（Gauge Pressure）的和。

3.2）粘性：粘性是运动流体对剪切反抗的度量。 流体在运动时，对相邻两层的相对运动是有抵抗的，这种抵抗力称之为粘性应力，流体所具有的这种抵抗变形的性质为粘性

由牛顿摩擦定律导出：τ=μ*du/dt  其中τ为剪应力，单位为pa; μ为（动力）粘性系数，单位kg/(m*s);du/dt为速度变化梯度，u为速度；粘性系数与密度之比为运动粘度系数（雷诺数公式中可简化公式）。

         粘性随温度上升而减小，随压强在工程上忽略不计。

4.理想流体：有无粘性去决定，有粘性则是N-S方程控制。

5.（非）牛顿流体：是否遵从牛顿内摩擦定律。FLUENT都是牛顿流体，可以用UDF去实现非牛顿的数值模拟。

6.可压缩流体与不可压缩流体。

液体不可压，气体速度较低（马赫数小于0.3）的情况下，视作不可压缩流动。

处理方式：前者在连续方程中包括密度，基于密度。后者基于压力。现在两者可以混合。

7.层流与湍流

Re=ρUD/μ  U是速度 D是管径，μ是粘性系数 ρ为密度     Re无量纲  层流2300-8000湍流 

对于一般流动，可由水利半径代替管径，水利半径=流截面积/湿周 。湿周为通流截面上流体与固体接触的周界长度：对于液体，不包括自由液面上气体与固体接触的部分；对于气体，即为通流截面上的周界长度。

8.定常流动与非定常流动

定常流动：在任何空间节点上，流动中的速度分量与热力学参量都不随时间变化。否则即为非定常流。

9.边界层

因为粘性的关系，边界层速度变低，压力增加，可能出现逆流情况，进而使部分边界层变厚或者分离，会使阻力增加。翼型研究就是为了减少这种情况的出现。

10.

压缩波和膨胀波：超声速气流才会出现的两种波，前者是减速过程，后者是加速过程。激波是压缩波。

11.

流体遵循的控制方程：

质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律，（若是湍流，则加上湍流运输方程）。

12.

守恒性方程-控制体-有限体积法

非守恒方程-微元体-有限差分法

ANSYS-有限元法