欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是:首页  > 科普文章

流线

科普小知识2022-09-30 17:00:56
...

在流场中每一点上都与速度矢量相切的曲线称为流线。流线是同一时刻不同流体质点所组成的曲线,它给出该时刻不同流体质点的速度方向。

中文名:流线

外文名:streamline

1、定义

在流场中每一点上都与速度矢量相切的曲线称为流线。


流线的定义

流线是同一时刻不同流体质点所组成的曲线,它给出该时刻不同流体质点的速度方向。

确定流线的微分方程为:dr×v(r,t)=0

式中v(r,t)和dr分别为速度矢量和弧元素矢量,t为时间,积分时当作常数。上述方程在直角坐标系中的表达式为:


若C为流体中非流线且不自相交的封闭曲线,在同一时刻过C上每一点作流线,则这些流线所组成的曲面称为流管。

迹线是流体质点在空间运动时所描绘出来的曲线。它给出同一流体质点在不同时刻的速度方向。若流体运动以欧拉变数形式给出:v=v(r,t),其中v为速度矢量;r为矢径,t为时间,则积分下列微分方程组:


并在积分后将所得表达式中的t消去即得迹线方程(见“迹线”词条)。上面各式中t为自变量;直角坐标x、y、z为t的函数;u、v、w分别为速度矢量在x,y、z轴上的分量。

2、流线的几点性质

1.在运动流体的整个空间,可绘出一系列的流线,称为流线簇。流线簇的疏密程度反映了该时刻流场中速度的不同。

2.当为非定常流时,流线的形状随时间改变:对于定常流,流线的形状和位置不随时间而变化。

3.定常流的流线和迹线重合。

4.一般情况下,流线不能相交,不能折转,只能是一条光滑曲线。

迹线和流线的区别

流线和迹线是两个具有不同内容和意义的曲线。迹线是同一流体质点在不同时刻形成的曲线,它和拉格朗日观点相联系;而流线则是同一时刻不同流体质点所组成的曲线,它和欧拉观点相联系。

迹线微分方程:


流线微分方程:


这两种具有不同内容的曲线在一般的非定常运动情形下是不重合的,只有在定常运动时,两者才形式上重合在一起(见流体运动学)。

上一篇:流场

下一篇:流管