ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ

Глава 3. ОСНОВЫ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ЖИДКОСТИ

ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ

Жидкая среда состоит из множества ее частиц, не связанных между собой, и при ее движении частицы перемещаются в пространстве независимо друг от друга. Жидкая среда является сплошной средой, в которой отсутствуют пустоты и разрывы. Скорость в определенной точке области, занятой жидкостью, а также плотность и давление являются функцией координат этой точки и времени.

Кинематика изучает характеристики движений жидкости и газов. Задачей кинематики является определение скоростей и ускорений в любой точке пространства жидкой среды и распределение скоростей. Для упрощения исследования движения жидкость полагают идеальной и однородной. В этом случае не учитываются силы, обусловленные вязкостью.

Динамика жидкости изучает законы движения в результате действия на нее поверхностных, массовых сил с учетом вязкости.

Основными задачами в динамике являются рассмотрение движения жидкости в трубах, открытых руслах и в гидросооружениях, а также задачи, связанные с обтеканием жидкостью твердых тел и движением тела в жидкости.

При исследовании движения реальной жидкости необходимо рассматривать возникновение и влияние касательных напряжений, т.е. сил сопротивления движению. Если скорости и давления в определенной области будут зависеть от одной из координатных осей, то такие движения называются одномерными. В случае, когда скорости зависят от двух или трех координат, движения являются двухмерными или трехмерными.

При исследовании жидкости используются следующие схемы (модели):

· струйчатая схема (модель) движения. Поток жидкости с целью упрощения рассматривается в виде движения множества отдельных элементарных струек;

· модель движения множества частиц жидкости образует сплошную среду. В этом случае рассматривается движение отдельных частиц и течение жидкости представляется в виде дифференциальных уравнений, которые отражают основные кинематические и динамические характеристики.