Классификация видов движения жидкости основана на ряде признаков. Так, если скорость и давление в данной точке изменяются со временем, то такое движение называется неустойчивым. Если же скорость и давление в данной точке не меняются со временем, то такое движение называется постоянным.

Постоянное движение может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении скорость, а также глубина (в открытом русле) потока не изменяются вдоль течения, а при неравномерном движении эти элементы не остаются постоянными.

Равномерное, как и неравномерный, движение может быть напорные и безнапорные. При напорном движении поток сталкивается со стенками русла по всему периметру своего сечения, а при безнапорном движении только по части периметру (при этом поток имеет свободную поверхность). Если кроме поступательного движения частиц жидкости наблюдается также их вращательное движение, то такое движение называется вихревым. Если вращение частиц отсутствует, то движение будет безвихровим.

Существуют два метода изучения движения жидкости: метод Лагранжа и метод Эйлера. Метод Лагранжа изучает изменение положения в пространстве отдельных частиц жидкости, т.е. траектории их движения. Метод Эйлера изучает поле скоростей, т.е. картину движения частиц жидкости в отдельных точках пространства в каждый данный момент времени.

Метод Лагранжа, несмотря на его сложность, в гидродинамике используют редко. Обычно изучение движения основано на методе Эйлера, суть которого заключается в следующем. Например, рассмотрим точку 1, в которой вектор скорости является и1 (рис. 1.2.1). Если выбрать по направлению этого вектора точку 2, то в ней уже вектор скорости будет u2. Аналогично можно получить векторы скорости u3, И4 и т. д. Совокупность этих векторов представляет ломаную линию, при уменьшении расстояния между данными точками до бесконечно малых величин превращается в кривую - линию тока. Линия тока - это линия, касательная к которой в каждой точке и в данный момент времени совпадает с направлением вектора скорости. В случае установившегося движения линия тока совпадает с траекторией движения частицы. В этом случае за время dt частица при скорости и пройдет некоторый путь dl, проекции которого на координатные оси будут dx, dy, dz, а составляющие скорости.


Загрузка...

Яндекс.Метрика Google+