ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Задачи и методы гидродинамики из "Гидравлика " Гидродинамикой (точнее, технической гидродинамикой) называют раздел гидравлики, в котором изучаются законы движения жидкости. Так же называют раздел теоретической гидромеханики, в котором рассматриваются аналогичные вопросы. [c.57] Движение жидкости по сравнению с движением твердого тела отличается значительно большей сложностью. Если состояние жидкости в покое определяется лишь гидростатическим давлением, то ее состояние в движении характеризуется еще и скоростью движения ее частиц. В общем случае значения давления и скорости, различные в разных точках пространства, могут изменяться и в зависимости от времени. [c.57] В реальных жидкостях взаимодействие между частицами определяется не только силами давления, но и касательными силами, обусловленными вязкостью жидкости. [c.57] Поэтому в гидродинамике, как указывалось, для упрощения исследований жидкость часто полагают идеальной — лишенной вязкости и однородной, т. е. имеющей постоянную во всех точках плотность. [c.57] Из-за большого числа переменных величин, характеризующих движение жидкости, сложности наблюдаемых при этом явлений и трудности математического исследования действительное движение жидкости обычно заменяют некоторой условной, упрощенной схемой. Такой схемой, лежащей в основе гидравлики и логически наиболее удачно отвечающей естественным представлениям о движении жидкости, является схема, рассматривающая поток жидкости состоящим из отдельных элементарных струек. В гидравлике эту схему часто называют струйчатой моделью движения. [c.57] Если полностью учитывают изменение скоростей, давлений н т. д. по двум или трем координатным осям, движение соответственно называют двухмерным (двухразмерным), или плоским, и трехмерным (трехразмерным), или пространственным. [c.58] Двухмерные и трехмерные движения рассматриваются в основном в теоретической гидродинамике. При этом движение жидкости представляется как непрерывная и последовательная деформация сплошной материальной среды. Его изучение имеет цель — выразить математически, в форме дифференциальных уравнений, основные кинематические и динамические характеристики как непрерывные функции координат и времени и может быть выполнено двумя методами Лагранжа и Эйлера. [c.58] Метод Лагранжа заключается в наблюдении за движением одних и тех же, мысленно отмеченных, частиц жидкости, проходящих через различные точки пространства, и, по существу, сводится к изучению траекторий этих частиц п прослеживанию во времени за изменением их кинематических характеристик. [c.58] По методу Эйлера объектом наблюдения являются кинематические характеристики различных частиц жидкости, непрерывно следующих одна за другой через определенные, зафиксированные точки пространства. Метод Эйлера оказывается более простым и удобным. Задавая внешние объемные (массовые) силы проекциями их ускорений X, Y, 2, а скорости проекциями скоростей Vx, Vy, Vz на координатные оси и присоединяя гидродинамическое давление р и плотность жидкости р, для каждой частицы такой идеальной однородной жидкости получаем всего восемь величин, определение зависимости которых от времени t и координат X, у, Z VI составляет содержание основных задач гидродинамики. [c.58] Для решения этих задач можно составить пять уравнений, дающих зависимости между указанными восемью величинами три из них при этом предполагаются заданными. [c.58] Условие однородности жидкости, (р = onst) представляет собой в данном случае простейшую форму первого из этих уравнений— так называемого характеристического уравнения (или уравнения состояния). [c.58] Остальные уравнения этой системы — дифференциальные уравнения движения и уравнение неразрывности будут рассмотрены ниже. [c.58] Вернуться к основной статье