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楼主: 通流

关于无量纲化

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发表于 2010-3-25 01:52:30 | 显示全部楼层
我觉得应该是因素很多,更关心什么问题就研究什么问题,面面俱到不大可能

[ 本帖最后由 onesupeng 于 2010-3-24 17:56 编辑 ]
 楼主| 发表于 2010-3-25 09:32:56 | 显示全部楼层
你得让我喘口气。别逼得那么紧。
 楼主| 发表于 2010-3-25 10:09:16 | 显示全部楼层
首先,我们不想把过多的几何尺寸考虑进来。并不是不考虑,而是顾不过来。几何形状实际上是有无穷个参数的。不把几何形状包括进来,实际上是把几何形状归到另外的一个系统中去,也就是叶型设计。而我们关心的是那两条升力和阻力曲线。
这样,我们的无量纲参数就只剩三个了:雷诺数,马赫数,攻角。
对于大部分的实际应用,雷诺数都非常高。人们发现,当雷诺数很高的时候,气动性能与雷诺数没有了关系。(这里的具体原因,应该是与紊流有关。)这样,又少了一个参数。
如果,我们特别关心某个马赫数(像巡航状态)的情况,那么,我们可能连马赫数都给固定了。这时,最重要的可能就是,比如在马赫数=0.8时,的那两条阻力,升力与攻角的关系。
就像onesupeng说的,无量纲参数的使用,与你的目标有关。这里面包括了物理,工程需要,及我们本身的能力(像超过3个无量纲参数的情况,我们其实是很难处理的)。
发表于 2010-3-25 10:52:01 | 显示全部楼层
“比如在马赫数=0.8时,的那两条阻力,升力与攻角的关系。”

好像他们做机翼的,昆虫飞行的,很流行画这条曲线,我见过好几次了
 楼主| 发表于 2010-3-25 18:38:17 | 显示全部楼层
这是个对于初学者很难搞得懂得问题。就是为什么总是用这两条线。
其实这与历史有关。
开始,大家能把不可压,无粘的搞定就很开心了。所以,就没有了雷诺数,也没有了马赫数。那就只剩攻角了。把最重要的量(就是升力与阻力)与攻角相关,也很自然。
做昆虫的过去都是搞飞行的,不可避免的受到机翼理论的影响。
Frank Marble过去跟我说过,做研究,要traceable。很长时间,不太懂为什么。为了让别人理解你的东西,你必须要把你的新的东西与原来的东西之间有一定的联系。凭空冒出来的新理论是很难让人接受的。相对论还经过不少年才让大家接受呢。
 楼主| 发表于 2010-3-25 20:37:37 | 显示全部楼层

回复 16# 通流 的帖子

圆柱绕流
对与不可压,无粘流动。
参数有:密度,来流速度,及圆柱直径
单位:长度,质量,时间

这样的话,用于描述这种流动的无量纲参数的数量就是零。事实好像就是这样。
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如果我把 压力也作为参数,那么就应该有一个无量纲参数。
把方程重新写一下,解出发现,那个无量纲参数就是
压力 / (密度x速度平方)。也就是压力系数啦。
这可能也说明了,如果只关心整个流场的行为(像阻力升力等),这个问题可能不需要无量纲参数。如果惯性局部的压力,那么压力可以表达为压力系数。
更进一步,如果要把具体的位置也考虑进来,那么这个具体的位置就会用另外两个无量纲参数来确定:
X/D,Y/D,来表示。D是圆柱的直径。
如果我们还要关心在某个位置的速度 V1,那么这个这个无量纲参数就是 V1/V,V是远方来流的速度。
发表于 2010-3-26 01:11:56 | 显示全部楼层
对,这样对常见的问题做个分析,他们有个理念,通流这个头开得很好。实际上这个东西还是很重要的,在和人交流和讨论问题,自己实际工作的时候都很重要,有多少人上课的时候讲呢。用软件画个网格算算或者随便拍两张很漂亮的实验图片什么都不是,傻子多教教也会

现代流体力学不大可能如同早期一样搞很多近似/线性理论,现在都在搞复杂流动,基本上什么涡阿非线性阿甚至可压缩动边界等等,不可能有那么简单的事情。理论上讲通过流场测试和计算机模拟,都能够把流场信息得到。比如给你工况,出来一个流动信息。但是这些海量的数据能拿来干什么,他不等于流体力学也不是流体理论。按照相似理论,能够把问题归类并寻求一定的规律,也是一个现在流体力学的主题。根据流动物理,尽可能用最简单的物理模型,来考察尽可能详尽的流动物理,这是个长久的话题

有人一上来问我来流多少,密度多少感觉很不自然。告诉他来流密度圆柱直径都是1,结果搞得这和实际不一样那和实际不一样的

专业人士Re多少,一切尽在不言中

[ 本帖最后由 onesupeng 于 2010-3-25 17:14 编辑 ]
 楼主| 发表于 2010-3-26 08:51:15 | 显示全部楼层
通流这个头开得很好
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???
天啊,我都不认识这个人了。还是那个supeng吗?
 楼主| 发表于 2010-3-26 09:58:54 | 显示全部楼层

下面想搞个非定常的例子。

发表于 2010-3-26 10:34:35 | 显示全部楼层
呵呵,夸奖句把,别尾巴翘起来

还是那句话,对事不对人,当你夸夸其谈的时候我就会攻击你了

发表于 2010-3-26 10:40:47 | 显示全部楼层
其实你以前那些说教的东西不如上面这些东西有意义,说教能够结合很好的工作和案例讲解,听起来更有内容一些,要不和大仙就没有区别了
 楼主| 发表于 2010-3-26 21:05:38 | 显示全部楼层
专业人士Re多少,一切尽在不言中
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是啊。这是搞流体,会流体的人的起码要求。
不讲无量纲量的,应该属于还没有入门的。
发表于 2010-3-26 22:21:04 | 显示全部楼层
我的观点不算很落后吧? 关键是行为也要尽可能得跟上

最近几年没有太多的去研读数理基础方面的知识,这是个缺憾。得赶紧补上
 楼主| 发表于 2010-3-27 00:36:53 | 显示全部楼层

一元管流

先考虑无粘,不可压
物理参数有:P,V,D,L, ρ
基本单位有:M,L,T
这里D是直径,L是长度。

我们能得到两个无量纲参数:  D/L,及 P/ ρV2
第一个是几何参数,第二个是压力系数。

其实,这个问题就是跟匀直流完全一致。但由于我们在一开始就认为,流场与D和L有关,所以就有了D/L。
 楼主| 发表于 2010-3-27 00:53:51 | 显示全部楼层

非定常的一元管流

在上面的基础上,如果进口压力有周期性波动。
那两个参数是周期 t,和振幅 ΔP。

我们能够得到另外两个无量纲参数
ΔP/P,及 tV/L

我只想提一下 t V/L.  tV/L=t / (L/V)。 L/V是流体从进口到出口的时间,所以这个参数的物理意义是进口来流变化的时间 比 流体在管中滞留的时间。 这个比就是 所谓的 reduced frequency 的倒数。搞非定常流,应该都知道这个 reduced frequency 吧,也知道它的重要性吧。

当reduced frequency 很小的时候,流动可以当做定常,否则,则是非定常的。
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