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5.1控制体和系统 5.2雷诺输运方程,前面解决了流体运动的表示方法,但要在流体上应用物理定律还有困难. 欧拉方法描述的对象是空间的点,而牛顿定律的研究对象必须是质量不变的确定物体. 这需要一些转化方法,本节来解决这个问题.,5.1.1 体系,什么是体系? 在力学和热学中,基本物理定律适用的对象是一个选定的物质系统,具有以下特征: 该系统始终由一定量的物质组成; 系统的边界把自己同周围的外界物质分开; 系统边界既可以固定不动,也可以运动,而且系统的形状和系统所占据的空间都可以随时间发生变化; 可以透过系统边界和外界有功和热量的交换,但绝无质量的交换。,5.1.1体系,按物质系统的这些要求,当把上述基本物理定律应用到运动流体时,势必要追踪一个选定的流体系统的整个运动历程不可. 这样的物质系统称为体系,又称“闭口系统”,5.1.1体系,5.1.1体系,5.1.1体系,5.1.1体系,5.1.2控制体,什么是控制体? 是由选定的、几何上封闭的界面(称为控制面)所围的空间体,相对于坐标系固定不变。 控制面可以是物体的壁面或者是假想的界面,与外界不仅可以透过控制面的功和能量的交换,而且允许有质量的交换(又称开口系统)。 控制体的形状,大小可视问题的需要而变化,可以是有限体积大小的控制体,也可以是微元控制体。,5.1.2控制体,控制体与体系的区别,如何将适用于体系的牛顿定律等应用于控制体?,5.2雷诺输运定理,5.2雷诺输运定理,CV,CS,I,II,III,5.2雷诺输运定理,dNsNs(t+dt)-Ns(t)=NIII(t+dt)+NII(t+dt)-NI(t)+NII(t),=NII(t+dt)- NII(t)+NIII(t+dt)-NI(t),I,II,III,5.2雷诺输运定理,当dt0时,II区与原控制体体积相同,I区为CS1面流进的物理量,III区为CS3面流出的物理量.,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,4.3.3雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,I,II,III,5.2雷诺输运定理,CV,CS,5.2雷诺输运定理,
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