科学普及

理想流体模型介绍

  如前所述,实际流体都是具有黏性的,都是黏性流体。不具有黏性的流体称为理想流体,这是客观世界上并不存在的一种假想的流体。在流体力学中引入理想流体的假设,是因为在实际流体的黏性作用表现不出来的场合(像在静止流体中或匀速直线流动的流体中)完全可以把实际流体当理想流体来处理。

  在许多场合,想求得黏性流体流动的精确解是很困难的。对某些黏性不起主要作用的问题先不计黏性的影响,使问题的分析大为简化,从而有利于掌握流体流动的基本规律。如水波在河中传播时,在较长的距离上,仍不消衰。大气在高空中运动时,长驱直入常常跨越数千公里,这表明在这类流动中,黏性并不起主要作用,因此将其黏性略去,以便可以分析简便且能得到其主要的运动规律。至于黏性的影响,则可根据试验引进必要的修正系数,讨论由理想流体得出的流动规律加以修正。此外,即使是对于黏性为主要影响因素的实际流动问题,先研究不计黏性影响的理想流体的流动,而后引人黏性影响,再研究黏性流体流动的更为复杂的情况,也是符合认识事物由简到繁的规律的。基于以上诸点,在流体力学中先研究理想流体的流动,后研究黏性流体的流动。

  釆用理想流体流动模型,就形成了理想流体力学理论。这一理论在解释很多实际问题如机翼升力、诱导阻力等方面,起到了重要的作用,但它不能解释物体在流体中运动的阻力及管道和渠道中压力等一类重要问题。对这类问题,理想流体流动模型与实际流体有较大差距。

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