生活中的流体力学
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1、三、层流与湍流我们平常生活中经常遇到那些黏糊糊的液体,大家都知道那是因为该 流体黏性大。在流体力学的范畴里很卩便是水这种清爽的流体,其实也是有黏性的。黏性具有阻碍流动的特性,所以黏性高的东西给人黏黏糊糊的感觉, 黏性低的东西给人清清爽爽的感觉。通俗点来说,黏性强的东西不容 易搅和在一起。有黏性的流体会产生粘性力,比如将黏性较大的,也是大家平常喜欢 的奶昔和水分别滴在由木板构成的斜坡上冰会很顺畅的流下去,而 奶昔会很快停止运动。再举个例子,想象一下体育课长跑训练的情景。快跑组和慢跑组正在并排进行跑步训练。这是慢跑组的A同学混进 了快跑组里,这种情况下,快跑组不得不减速,因为不减速有些同学 就会撞
2、到跑得慢的A同学。那假如快跑组的B同学混到了慢跑组呢。那慢跑组也需要提速,不然 也会撞到B同学。从动量的角度来说,慢跑组从快跑的B同学那里 得到了更大的动能,看起来就像是被添加了外力一样。我们平常开车,如果道路上的一条车道上一辆车开的很慢,那在他后 面所有的车都要减速;如果有一辆车跑的很快那么所有车都要加速。实际上J这个使其加速或者减速的力正是黏性力。黏性力是因为流体 粒子而产生的力,时发生在流体内部的力。那我们在流体力学里面经常看到“理想流体”和“黏性流体”的既念。没有黏件不受册切力 作用的谨度实际上生活中的流体都是黏性流体,都具有黏性。与管道壁相互接触 发生摩擦的部分流速最慢,像被壁拉着一样,这其实适合河流的流动 情况一样,河流的中间流速最快,两岸流速比较慢。之前讲过的伯努利定理和动量守恒定律其实都是针对理想流体而言 的。理想流体没有黏性,即使施加外力也不会被压缩。很多人会说,这种理想流体在现实中又不存在,硏究的意义在何处呢?在理解流体运动的特性以及进行模拟计算的时候,里想流体是非常有 必要的。首先需要借助理想流体来理解流动然后再综合考虑黏性等因素。通 过学习黏性,可以对加深对身边实际流体的理解。流动中产生的涡旋 也是黏性流体的特征。涡旋的产生也是黏性影响的结果。
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