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流体力学第三章

第3章

理想流体动力学

流体力学第三章

3.1系统和控制体

3.1系统和控制体流体力学第三章

系统

包含着确定不变的物质的任何集合，称之为系统，系统以外

的一切，统称为外界。系统的边界是把系统和外界分开的真

实或假想的曲面。在流体力学中，系统就是指由确定的流体

质点所组成的流体团。

所有的力学定律都是由系统的观念推导而来的。

在系统与外界之间以边界来划分。

系统的边界随着流体一起运动。

在系统的边界处没有质量交换.

在系统的边界上，受到外界作用在系统上的表面力。

在系统边界上可以有能量交换，如可以有能量（热或功）进

入或跑出系统的边界。

系统流体力学第三章

系统是与拉格朗日观点相联系的。

以确定的流体质点所组成的流体团作为研究的对象。对应

的方程叫拉氏型方程.

问题的提出:但是对大多数实际的流体力学问题来说，感

兴趣的往往是流体流过坐标系中某些固定位置时的情况。

例如，在飞机或导弹的飞行;当燃气轮机在运行时，我

们希望知道其进、出口截面处的诸流动参数的分布等等。

在处理流体力学问题时，采用欧拉观点更为方便，与此相

应，必须引进控制体的概念。

控制体流体力学第三章

相对于某个坐标系来说，被流体流过的的固定不变的任何

体积称之为控制体。控制体的边界面称之为控制面，其总

是封闭表面。

占据控制体的流体质点是随着时间而改变的。

控制体是与欧拉观点相联系的。

控制面有如下特点：

控制体的边界（控制面）相对于坐标系是固定的。

在控制面上可以有质量交换。在控制面上受到控制体以外物

体加在控制体之内物体上的力。

在控制面上可以有能量交换，即可以有能量（内能、动能、

热或功）跑进或跑出控制面。

对应的方程叫欧拉型方程.

系统与控制体流体力学第三章

S(t)S

ControlSurface

V(t)V

ControlVolume

F(t)System