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，意味著流體越稀薄。
流體密度：流體密度反映的是流體微團的平均密度。
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，需要搞清楚幾個關于壓力的概念：
- 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
對于管道流動，其沿程阻力可通過范寧公式計算：
$$h_f=\lambda \frac{l}1yurfak \frac{u^2}{2}$$
式中，$l$為管道長度，$d$為管道內徑，$\lambda$為阻力系數。
對于阻力系數$\lambda$，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
對于光滑管道，可用伯拉修斯經驗方程
$$\lambda = \frac {0.3164}{Re^ \left(0.25\right)}$$
對于粗糙管道，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，對于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，聊勝于無，后面有的學。”
<font color="#FF0000">鄭重申明</font>
- 本系列根據真實經歷改編，如有雷同實屬巧合，請勿人肉
- 轉載請務必保證文字完整
