
[流] 可压缩流体;可压缩铃
In the second part, we consider the radially symmetric compressible fluid flows.
第二部分考虑径向对称可压流问题。
Single-phase compressible fluid network model for the objects was established in the paper.
本文对这类部件建立了单相可压缩流体网络模型。
The weakly compressible fluid control equations and the large eddy simulation turbulence model are expounded.
阐述了二维弱可压缩流体流动控制方程和大涡模拟湍流模型。
The free vibration of a multi layered cylindrical shell submerged in an irrotational, inviscid and compressible fluid is stu***d.
研究了无旋、无粘、可压缩流体中多层圆柱壳的自由振动问题。
The principles can be applied either in the calculation of water hammer in liquid or in the calculation of steam hammer in compressible fluid.
既适用于液体介质的水锤计算,也适用于可压汽体的汽锤计算。
可压缩流体(Compressible Fluid) 指在流动过程中密度会随压力或温度变化而发生显著改变的流体。其核心特征在于流体微团的体积在外力作用下可被压缩或膨胀,导致密度不再恒定。这一特性与不可压缩流体(如低速流动的液体)形成鲜明对比。
密度变化性
可压缩流体的密度 ( rho ) 是状态变量(压力 ( p )、温度 ( T ))的函数,满足状态方程(如理想气体定律 ( p = rho R T ),其中 ( R ) 为气体常数)。当流体经历高速流动或强压力梯度时(如超音速气流通过喷管),密度变化显著影响流动行为。
马赫数的主导作用
可压缩性效应是否显著取决于马赫数(Mach Number),即流速 ( V ) 与当地声速 ( a ) 的比值(( Ma = V / a ))。当 ( Ma > 0.3 ) 时,密度变化通常不可忽略;( Ma > 1 )(超音速)时,会产生激波、膨胀波等典型可压缩流现象。
能量方程耦合
可压缩流动需同时求解连续性方程、动量方程和能量方程,因为热力学过程(如压缩升温、膨胀制冷)与流动动力学紧密耦合。例如,气体在喷管中加速时,内能会转化为动能。
流体力学经典著作均系统阐述可压缩流理论,例如:
注:因未提供具体网页搜索结果,以上内容综合经典教材与工程流体力学共识撰写,符合原则。建议用户参考权威教材或学术数据库(如ASME Digital Library、AIAA期刊)获取更详尽的数学推导与案例。
Compressible Fluid(可压缩流体)指在外部压力或温度变化下,密度会发生显著变化的流体。这类流体的体积和密度会随着外界条件改变而调整,与不可压缩流体(如液体)形成对比。
密度变化
可压缩流体的密度(ρ)是压力(P)和温度(T)的函数,通常遵循状态方程(如理想气体定律:$PV = nRT$)。当压力增大或温度降低时,密度显著增加;反之则减小。
马赫数影响
在流体力学中,是否需考虑压缩性取决于马赫数(Ma)(流速与声速之比)。当$Ma > 0.3$时,压缩性效应不可忽略,需采用可压缩流动方程(如可压缩Navier-Stokes方程)。
能量交换
压缩或膨胀过程中会伴随显著的热力学能量转换,例如动能与内能的相互转化,需引入能量守恒方程进行分析。
特性 | 可压缩流体 | 不可压缩流体 |
---|---|---|
密度变化 | 显著 | 可忽略(近似恒定) |
主导方程 | 包含能量方程 | 仅质量、动量守恒 |
典型示例 | 气体(如空气) | 液体(如水、油) |
可压缩流动的控制方程需引入连续性方程、动量方程和能量方程,并耦合状态方程(如$P = ρRT$)。例如,一维等熵流动中,速度与截面积的关系由以下公式描述:
$$
frac{dA}{A} = (Ma - 1) frac{dV}{V}
$$
($A$为截面积,$V$为流速)
简而言之,可压缩流体的核心特征是密度随压力/温度显著变化,常见于高速气体流动场景,需通过热力学与流体力学联合分析。
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