理论教育 了解流体静力学的平衡规律及应用

了解流体静力学的平衡规律及应用

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:流体静力学是研究流体在静止状态下的平衡规律及其应用的科学。可见,一切平衡都是相对于坐标系的相对平衡,流体静力学是研究流体质点相对于参考坐标系没有运动的情况。因此,流体静力学对工程实践有重要意义,也为流体动力学打下必要的基础。

了解流体静力学的平衡规律及应用

流体静力学是研究流体在静止状态下的平衡规律及其应用的科学。平时,人们所遇到的流体静止状态乃是在地球表面上的静止,尽管地球本身在运动,但是在正常的精度范围内,对一个相对于地球固定不动的坐标系而言,其绝对加速度是可以忽略不计的,这样的坐标系称为惯性坐标系。另一方面,如果流体相对于坐标系是固定的,而坐标系本身却有很大的绝对加速度,那么就称这样的坐标系为非惯性坐标系。例如,铁路油罐车里的液体,由于油罐车以某一加速度作直线运动或绕某一段弯曲轨道行驶时,液体与油罐车的情况,就是这种非惯性坐标系的例子。习惯上,将相对于惯性坐标系的静止称为绝对静止,而相对于非惯性坐标系的静止称为相对静止。如图2.1所示装在固定于地球表面上的油罐中液体是绝对静止的平衡情况,而图2.2中液体整体随同油罐车相对于地球以等加速度a运动,但液体内质点间无相对运动,相对地也达到了平衡,就是相对静止的情况。可见,一切平衡都是相对于坐标系的相对平衡,流体静力学是研究流体质点相对于参考坐标系没有运动的情况。

图2.1 绝对静止(www.daowen.com)

图2.2 相对静止

由于流体处在静止状态时,流体质点之间以及质点与壁面之间的作用是通过压力形式来表现的,所以本章研究的基本问题是根据平衡条件来研究静止状态下流体压力的分布规律,进而确定静止流体作用在各种表面上总压力的大小、方向和作用点。因此,流体静力学对工程实践有重要意义,也为流体动力学打下必要的基础。

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