流體力學研究方法

Ⅰ 磁流體力學的5研究方法

研究方法等離子體的密度范圍很寬。對於極其稀簿的等離子體，粒子同的碰撞和集體效應可以忽略，可採用單粒子軌道理論研究等離子體在磁場中的運動。對於稠密等離子體，粒子間的碰撞起主要作用，研究這種等離子體在磁場中的運動有兩種方法，一是統計力學方法，即所謂等離子體動力論，它從微觀出發，把氣體當作正、負粒子和中性粒子的混含物，並考慮粒子之同的相互碰撞影響，用統計方法研究等離子體在磁場中的宏觀運動；—是連續介質力學方法即磁流體力學，把等離子體當作連續介質（見連續介質假設）來研究它在磁場中的運動。等離子體動力論對等離子體作最基本的描述，分析深刻，而磁流體力學則是它的一種宏觀近似，所以用等離子體動力論能判斷磁流體力學處理實際問題的有效性。此外，等離子體動力論還可用來計算磁流體力學中的一切輸運系數（如擴散、粘性、熱傳導和電阻系數等）並討論它們的物理機制。但這種方法的數學分析很困難，故在處理實際問瓶時，應用磁流體力學比較方便，而輸運系數則由實驗測定或用等離子體動力學分析計算。對無碰撞的等離子體，有時也可應用流體動力學方法，例如流體粒子的無規運動速度比宏觀速度小得多，即壓力和溫度可以忽略時，可用冷等離子體模型和方程處理等離子在電磁場中的運動。固態等離子體和冷等離子體的模型很近似。盡管可以應用上述較簡單的磁流體力學理論解決實際問題，但在稀薄氣體的某些場合下，只有動力論的描述才是恰當的。例如平衡等離子體中的電子等離子體振盪所受的阻尼（即朗道阻尼）問題，是不可能用磁流體力學模型描述的，必須用動力論方法才能解決。
磁流體力學是在非導電流體力學的基礎上研究導電流體中流場和磁場的相互作用的。進行這種研究必須對經典流體力學加以修正，以便得到磁流體力學基本方程組，包括考慮介質運動的電動力學方程組和考慮電磁場作用的流體力學方程組。電動力學方程組包含電導率、電容率、磁導率；流體力學方程組包含粘性系數、熱導率、氣體比熱等物理參量。它們有時是常數，有時是其他量的函數。磁流體力學基本方程組具有非線性且包含方程個數又多，所以求解困難。但在實際問題中往往不需要求最一般形式的方程組的解，而只需求某一特殊問題的方程組的解。一般應用量綱分析和相似律求得表徵一個物理問題的相似准數，並簡化方程，即可得到有實用價值的解。
磁流體力學基本方程組具有非線性且包含方程個數又多，造成求解困難。但在實際問題中往往不需要求最一般形式的方程組的解，而只需求某一特殊問題的方程組的解。因此，在利用磁流體力學基本方程組來解決種種實際問題時，可在實驗或觀測的基礎上，建立表徵研究對象主要實質的物理模型來簡化基本方程組。一般應用量綱分析和相似律求得表徵一個物理問題的相似准數，並簡化方程，從而得到有實用價值的解。磁流體力學相似准數有雷諾數、磁雷諾數、哈特曼數（見哈特曼流動）、馬赫赫、磁馬赫數、磁力數、相互作用數等。求解簡化後的方程組不外是分桁法和數值法。利用計算機技術和計算流體力學方法可以求解較復雜的問題。
磁流體力學的理論很難象普通流體力學理論那樣得到充分的驗證。由於在常溫下可供選擇的介質很少，同時需要很強的磁場才能觀察到磁流體力學現象，故不易進行模似。早期是用水銀進行實驗，但水銀在磁場中運動時只呈現出不可壓縮流體現象，而等離子體處於高溫狀態，現象復雜，帶來許多有待研究的診斷問題（見等離子體診斷）。模擬天體大尺度的磁流體力學問厘更不易在實驗室中實現。所以磁流體力學的理論有的可以得到定量驗證，有的只能得到定性或間接的驗證。當前有關磁流體力學的實驗是在各種等離子體發生器和受控熱核反應裝置中進行的。

Ⅱ 多相流體力學的研究方法

主要有半經驗物理模型和統觀實驗法，數學模型及數值計演算法，局部場的實驗量測法等。 半經驗物理模型和統觀實驗法 半經驗物理模型指以實驗觀測為基礎對多相流的流動形態作出半經驗性的簡化假設以便進行簡化分析計算，如假定多相流為一維柱塞流 (plug flow)等。統觀實驗法指只研究外部參量變化規律，例如多相流在管道中的阻力或平均傳熱量與流速間的關系、平均的體積分數等，不研究多相流中各種變數的場分布規律。
數學模型和數值計演算法 對多相流基本方程組中各個湍流輸運項、相間相互作用項和源項的物理規律以實驗或公設為基礎提出一定的表達式，使聯立的方程組封閉，能夠求解，這就是建立數學模型。聯立的非線性偏微分方程組只能用數值法，如有限差分方法或有限元法求解。已經制定了二維和三維多相湍流流動計算程序軟體，可以初步用於計算旋風除塵器、煤粉燃燒室和氣化室、液霧燃燒室、反應堆中水-汽系統以及炮膛中氣-固或氣- 液各相中的壓力、速度、溫度、體積分數等的分布。目前，正在研製用於工程中最優化設計的軟體。
實驗量測法 研究多相流的流動、傳熱、傳質以及化學反應等規律時，觀測其流型，測量各相的速度、流量、尺寸、濃度、體積分數或含氣率、溫度分布等十分重要。觀測流型常常用高速攝影、全息照相和電測法等。測量顆粒尺寸分布可用印痕或溶液捕獲法、光學或激光散射法、激光全息術、激光多普勒法 （LDV法）等。測量流量、速度、濃度、重量含氣率分布等可以用 LDV法、取樣探針、電探針、光導纖維探針、分離器法等。測量平均截面含氣率可用放射性同位素法、γ射線法、分離器法等。

Ⅲ 流體力學的研究方法

可以分為現場觀測、實驗室模擬、理論分析、數值計算四個方面： 根據流體運動的普遍規律如質量守恆、動量守恆、能量守恆等，利用數學分析的手段，研究流體的運動，解釋已知的現象，預測可能發生的結果。理論分析的步驟大致如下：
①建立「力學模型」
一般做法是：針對實際流體的力學問題，分析其中的各種矛盾並抓住主要方面，對問題進行簡化而建立反映問題本質的「力學模型」。流體力學中最常用的基本模型有：連續介質（見連續介質假設）、牛頓流體、不可壓縮流體、理想流體（見粘性流體）、平面流動等。
②建立控制方程
針對流體運動的特點，用數學語言將質量守恆、動量守恆、能量守恆等定律表達出來，從而得到連續性方程、動量方程和能量方程。此外，還要加上某些聯系流動參量的關系式（例如狀態方程），或者其他方程。這些方程合在一起稱為流體力學基本方程組。流體運動在空間和時間上常有一定的限制，因此，應給出邊界條件和初始條件。整個流動問題的數學模式就是建立起封閉的、流動參量必須滿足的方程組，並給出恰當的邊界條件和初始條件。
③求解方程組
在給定的邊界條件和初始條件下，利用數學方法，求方程組的解。由於這方程組是非線性的偏微分方程組，難以求得解析解，必須加以簡化，這就是前面所說的建立力學模型的原因之一。力學家經過多年努力，創造出許多數學方法或技巧來解這些方程組（主要是簡化了的方程組），得到一些解析解。
④對解進行分析解釋
求出方程組的解後，結合具體流動，解釋這些解的物理含義和流動機理。通常還要將這些理論結果同實驗結果進行比較，以確定所得解的准確程度和力學模型的適用范圍。 前面提到的採用簡化模型後的方程組或封閉的流體力學基本方程組用數值方法求解。電子計算機的出現和發展，使許多原來無法用理論分析求解的復雜流體力學問題有了求得數值解的可能性。數值方法可以部分或完全代替某些實驗，節省實驗費用。數值計算方法最近發展很快，其重要性與日俱增。
四種研究方法之間的關系：
解決流體力學問題時，現場觀測、實驗室模擬、理論分析和數值計算幾方面是相輔相成的。實驗需要理論指導，才能從分散的、表面上無聯系的現象和實驗數據中得出規律性的結論。反之，理論分析和數值計算也要依靠現場觀測和實驗室模擬給出物理圖案或數據以建立流動的力學模型和數學模式；最後，還須依靠實驗來檢驗這些模型和模式的完善程度。此外，實際流動往往異常復雜（例如湍流），理論分析和數值計算會遇到巨大的數學和計算方面的困難，得不到具體結果，只能通過現場觀測和實驗室模擬進行研究。

Ⅳ 1. 流體力學的分類方式有哪些，每種分類方式中又是如何劃分的 2. 流體力學的研究方法分為哪幾種

1、
1）以作用力分類
流體靜力學、流體運動學、流體動力學
2）以力學模型分類
理想流體力學，黏性流體力學、非牛頓流體力學、不可壓縮流體動力學、可壓縮流體動力學等
2、
研究方法可分為現場觀測、實驗室模擬、理論分析、數值計算四種

Ⅳ 流體力學具體研究什麼

流體力學是力學的一個分支，它主要研究流體本身的靜止狀態和運動狀態，以及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動的規律。

流體力學中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎是牛頓運動定律和質量守恆定律，常常還要用到熱力學知識，有時還用到宏觀電動力學的基本定律、本構方程和物理學、化學的基礎知識。

古希臘的阿基米德最早建立了包括物理浮力定律和浮體穩定性在內的液體平衡理論，奠定了流體靜力學的基礎。

流體力學現已成為基礎科學體系的一部分，在工業、農業、交通、天文、地學、生物學、醫學等方面都有廣泛的應用。

Ⅵ 流體力學有哪些值得研究的領域

• 流體力學，是力學的一門分支，是研究流體（包含氣體、液體及等離子體）現象以及相關力學行為的科學。流體力學可以按照研究對象的運動方式分為流體靜力學和流體動力學，前者研究處於靜止狀態的流體，後者研究力對於流體運動的影響。流體力學按照應用范圍，分為水力學及空氣動力學。

• 值得研究的領域:一方面將根據工程技術方面的需要進行流體力學應用性的研究，另一方面將更深入地開展基礎研究以探求流體的復雜流動規律和機理。後一方面主要包括：通過湍流的理論和實驗研究，了解其結構並建立計算模式；多相流動；流體和結構物的相互作用；邊界層流動和分離；生物地學和環境流體流動等問題；有關各種實驗設備和儀器等。

Ⅶ 流體力學的研究方法有哪些

理論方法：建數學模型，簡化求解
數值方法：由基本方程出發，進行數值求解
實驗方法：通過觀察，測量，了解規律和數據。

Ⅷ 流體力學的研究方法大體上有哪三種

理論分析，數值模擬和實驗研究，一般上來說，也就是這三種方法了！這三種也無所謂哪個比哪個更重要，都是互相支撐，相輔相成的！

Ⅸ 地球流體力學的研究方法

地球流體力學同大氣動力學或海洋動力學之間並無明確的界限。一般說，地球流體力學研究的對象較廣並側重一般規律，主要任務是建立由自然界流體運動抽象出來的模式和研究如何抽象的方法。而對大氣運動和海洋運動的具體形態的研究則分別屬於大氣動力學和海洋動力學的范圍。
地球流體力學的研究方法有理論分析法、模擬實驗法和數值試驗法。理論分析法是通用的。模擬實驗法對研究地球流體運動的機理很有用，但難於在實驗室中復制大氣運動和海洋運動，因為不可能同時滿足眾多的相似條件。數值試驗法起著愈來愈重要的作用，因為自然界流體運動中各種現象往往同時並存，起作用的因子很多，機制極其復雜，非做數值計算難於得到較精確的結果。此外，實地觀測雖也是認識自然界流體運動的基該方法，但它屬於氣象學和海洋學的范圍，不包括在地球流體力學之中。