從黃師姐那里了解到要學習CFD的話，需要先補充流體力學、數學以及計算機方面的常識，小白就一陣頭大。想起當初自己已經把牛皮吹出去了，現在都不知道怎么收場，一個月入不了門多丟人。不過頭大歸頭大，小白還是老老實實在圖書館呆了一個星期，基本上將流體力學基礎過了一遍，雖然說學得很粗糙，但一些基本原理還是有了了解。。
流體力學基礎內容：
1.流體屬性
- 連續介質假定：需要了解"宏觀上無窮小、微觀上無窮大"的概念以及knudsen數的定義方式。
\[K_n=\frac{\lambda}{L} \]
其中，\(\lambda\)為分子自由程，\(L\)為系統長度尺度。\(K_n\)越大，意味着流體越稀薄。
-
流體密度：流體密度反映的是流體微團的平均密度。
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流體粘度：反映剪切應力與應變之間的關系。
根據流體屬性可將流體分為不同的類型：
- 稀薄流體
- 可壓縮流體和不可壓縮流體
- 牛頓流體與非牛頓流體
- 粘性流體與理想流體
2.流體靜力學
- 流體靜力學：幾乎所有的流體力學參考資料上都會包含有流體靜力學方面的內容，這些內容說到底也就是一個流體靜止條件下壓力分配的問題。
在學習流體靜力學過程中，需要掌握的概念包括：
- 靜力學基本方程
\[z+\frac{p}{\rho g}=c \]
- 流體壓力只與深度有關，與方向無關，同一深度位置壓力相等。
- 絕對壓力與相對壓力
- 表壓
3.流體動力學
流體動力學研究流體流動狀態下壓力速度分布，主要包括兩大塊的內容：
3.1 伯努利方程
\[p_0+\rho gh_0+\frac{1}{2}\rho v_0^2=p_1+\rho gh_1+\frac{1}{2}\rho v_1^2 \]
或
\[p_0+\rho gh_0+\frac{1}{2}\rho v_0^2=c \]
在學習伯努利方程時，需要搞清楚幾個關於壓力的概念：
- 靜壓：即式中的\(p_0\)
- 動壓：即式中的\(\frac{1}{2}\rho v_0^2\)
- 總壓：靜壓與動壓的和稱之為總壓。
3.2 流動阻力計算
流動阻力包含沿程阻力與局部阻力。
3.2.1 沿程阻力
對於管道流動，其沿程阻力可通過范寧公式計算：
\[h_f=\lambda \frac{l}{d} \frac{u^2}{2} \]
式中，\(l\)為管道長度，\(d\)為管道內徑，\(\lambda\)為阻力系數。
對於阻力系數\(\lambda\)，層流和湍流狀態下計算方式不同：
- 層流狀態下：
\[\lambda=\frac{64}{Re} \]
其中雷諾數\(Re=\frac{ud\rho}{\mu}\)
- 湍流狀態下
對於光滑管道，可用伯拉修斯經驗方程
\[\lambda = \frac {0.3164}{Re^ \left(0.25\right)} \]
對於粗糙管道，阻力系數可查莫迪圖。
3.2.2局部阻力
\[h_f = \xi \frac{u^2}{2} \]
式中，\(\xi\)為阻力系數，不同設備的阻力系數需要通過實驗測定。
這是江小白通過一周的學習，對於流體力學總結的內容，不過黃師姐聽完小白的匯報后，只說了句“學了點兒皮毛，聊勝於無，后面有的學。”
鄭重申明
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