对流动流体中伯努利方程的几个概念的理解──与李迺伯等人商榷

李 伯等四人编、北京高等教育出版社１９９３年出版的《物理学》（简称李书）第四章“流体的运动”中，在伯努利方程的推导、描述方面，把“流管”作为研究对象．把该方程中的压强看成是“与静止流体中的压强相当”是错误的。流动流体中的伯努利方程，本质上是质点系功能原理对定常流动流体的应用。流线和流管是两个为了清晰描述流体流动情况而借助的抽象概念，并不是实在的物体，研究问题时只能把流管中的流体作为对象。伯努利方程中的压强，不是静压强。     

转动参照系中流体的压强和伯努利方程

给出了相对转动参照系静止的理想流体内部的压强及稳定流动时的伯努利方程,并应用导出的压强公式和伯努利方程求解了两个问题．     

飞机是怎么飞起来的?

正A:对于这个问题,上过中学物理课的读者大概会不假思索地回答,不就是因为伯努利原理嘛。伯努利原理也称为伯努利方程,是18世纪的物理学家丹尼尔·伯努利(Daniel Bernoulli)基于牛顿力学推导出的流体运动定律。方程为p+ρv2/2+ρgh=常量,当流体水平流动或者高度差可忽略时,则有p+ρv2/2=常量。也就是说,当速度v越大的时候,压强p越小。在课堂上,老师往往把飞机的升力等情况     

结合部耦合的能量分析方法

输流管道系统中的水击现象会导致流体压强大幅波动，威胁管道和设备的正常工作，因此评价其瞬变流动特性具有重要的研究意义。该文基于流固耦合(FSI)水击理论，建立了能量分析方法，讨论了流体能量和管道能量的变化规律，旨在描述结合部耦合对水击过程瞬变流动特性的影响。首先采用特征线法对流固耦合4方程模型进行数值求解并验证。在此基础上对模型进行数学推导和变换，获得了管道能量和流体能量的物理表达式和控制方程。深入分析了系统中能量的传递和转换过程，进一步借助无量纲因子对结合部耦合的影响进行了定量化描述。分析结果表明：考虑结合部耦合后，管道下游约束减弱，流体能量和管道能量均有不同程度的增大，系统流固耦合的剧烈程度有所增大，管道运动的剧烈程度显著增大，流体压强脉动的剧烈程度稍有减小。研究成果有助于理解和对比流固耦合水击过程动态响应，对定量化描述其瞬变流动特性具有重要意义。     

伯努利方程应用探讨

伯努利方程是流体力学中的一个重要公式,对于不同的流体流动方程的形式不同,本文分析并给出了不可压缩流体、可压缩气体和粘性流体的伯努利方程。     

我校研制出QBY-1型伯努利方程验证仪已通过技术鉴定

我校物理系林中鹤等同志研究同空气为介质的QBY—1型伯努利方程验证仪。该仪器是用以观测流体流速和压强的关系以及验证伯努力方程。它是根据低速流动气体可视为不可压缩流体的理论.采用空气代替水为工作介质。其验证原理是:当低速稳流空气通过仪器时,在文氏流量计玻璃管的大截面处流速变小压强变大.小截面处流速变大压强变小.测出所研究的大小截面处的直径以及大小截面之间的压强差,被测空气密发等.根据伯努利方程和流量不变方程即可计算出空气流量的大小.同时在与文氏流量计串联的气体转子流量计上,可直接测得空气流量大小.然后以后者为标准.将前后比较.求出百分误差。若百分误差落在实验允许误差范围内.则一理想流体的伯努力方程就得到     

水力学伯努利方程实验仿真研究

伯努利方程是水力学中最重要且常用的方程之一,它描述了恒定流时流体运动中各种能量之间的相互转换关系和规律.伯努利方程实验是学习和掌握该方程物理意义不可缺少的手段.通过总水头线和测压管水头线可以清晰地表现出水流运动中的各种能量转换关系,用计算机编程进行仿真可以直观方便地再现主要实验现象.程序设计为可视化窗口界面,以命令按钮...     

岩体裂隙中宾汉姆流体渗流模型

为研究粗糙单裂隙中宾汉姆流体的渗流规律，提出了描述岩体裂隙中宾汉姆流体黏性和黏惯性流动的渗流模型，并采用数值模拟和室内试验结果对模型进行了验证.在粗糙裂隙中，开展了不同流变参数的宾汉姆流体在大范围压力梯度下的渗流模拟，结合修正的Forchheimer方程分析了宾汉姆流体在不同裂隙几何参数及流变参数下的非达西系数β、临界雷诺数Re_○c、非达西效应因子E等变化特性.结果表明:由宾汉姆流体本构方程推导出的黏性模型能更好地描述黏性渗流.修正的Forchheimer方程能更好地描述宾汉姆流体在粗糙裂隙中的黏惯性渗流特征.粗糙度及流变参数会对渗流特性产生显著影响:裂隙粗糙度越大，浆液屈服应力越大;浆液塑性黏度越大，惯性作用越强.     

等直径流量分配管的计算

流量分配管是将主管流体分配以各个孔，或者是流体由各孔汇入主管的流动过程，设计多孔管的任务是要流程各段的流体流动速度，压强；计算各孔的流速和孔径。本文通过能量和质量衡算关系导出等直径流量分配管的计算式，配液均匀度的表达式。理论计算值和实验值的最大误差为：压强０．２３％，孔速１．７３％。     

悬臂输流管道在端部随从力作用下的稳定性

对在端部随从力和流体流动共同作用下的输流管道,以欧拉伯努利梁为基础建立管道的运动微分方程,并以梁的振型函数为试函数,采用伽辽金方法对方程进行离散.通过对特征值分析,研究了不同参数对悬臂输流管道振动与稳定性的影响以及无量纲复频率与系统失稳临界流速的关系.结果表明:端部随从力的变化对系统失稳临界流速有很大的影响;系统的失稳方式和临界流速的大小有关;系统的失稳方式主要以发散失稳和单模态颤振失稳为主.     

关于粘流伯努利方程的存疑与新证

现行工程流体力学与水力学理论通常认为粘性流体元流伯努利方程中的水头损失项是恒正的,并且这部分损失的机械能转变为热而耗散掉了。这种解释是错误的。该错误不仅导致了粘性流体元流伯努利方程在现行解释下不再成立,而且导致了从粘性流体元流伯努利方程出发来推导粘体流体总流伯努利方程的推导方法丧失了理论基础。直接从纳维斯托克斯方程出发,推出粘性流体总流伯努利方程,该方法不仅给出了一种新的推导粘性流体总流伯努利方程的途径,而且通过推导过程给出了更明确、更严格的应用粘性流体总流伯努利方程的条件。     

两相泵的汽蚀性能和吸泥高度

从固液两相流管中流动的伯努利方程,推导出固液两相流泵的汽蚀基本方程及其装置汽蚀余量和泵的汽蚀余量的理论表达式;在两相流不发生汽蚀时,推导出两相流泵的理论吸泥高度.研究结果表明随着两相流泵输送两相流中的固体颗粒体积分数φ和两相流的密度ρm增加,两相流泵的装置汽蚀余量减少,泵的汽蚀余量增加,两相流泵容易发生汽蚀破坏.     

BCF变形装置中的气流场分析

运用气体动力学的知识,研究了BCF变形装置气流场的速度、压强、流量及能量分布特征,以此描述流体的流动状态。     

多孔介质中活性流体的边界层

讨论了多孔介质中活性流体的边界性质，利用内、外解的摄动方法分析了孔隙度变化引起浓度、压强变化时，边界层法向速度、法向梯度、扩散梯度、渗透梯度和曲率的线性关系，从理论上得到了描述中心边界的扩散方程．     

基于旋转弱耦合与强耦合计算方法的大型汽轮发电机转子流体场与温度场研究

针对大型空冷汽轮发电机转子旋转状态下,转子内部流体流量和转子线圈温度难以准确测量的问题,对转子内部流体流动规律和温度分布进行了流体场和温度场研究.以一台100MW空冷汽轮发电机为例,建立了三维流体与传热耦合计算模型.基于旋转弱耦合与旋转强耦合两种有限元计算方法,对该发电机的转子进行流体场和温度场计算.弱耦合计算方法主要根据流体流动的伯努利方程与计算流体力学相关方程联合求解,强耦合计算方法主要通过计算旋转流体力学方程求解.研究了转子额定励磁电流,转速3 000r/min时,转子内部通风道流体温度与转子绕组温度的相互关系.并将两种计算方法对同一转子的流体流量和线圈温升结果做了对比分析,最后将两种计算方法所得的转子线圈温度计算结果与试验实测结果对比.结果表明:弱耦合计算方法与实测值误差为4.6%,强耦合计算方法与实测值误差为2.6%,两种计算方法均能满足工程计算的误差要求,旋转强耦合计算方法计算精度高于旋转弱耦合计算方法.     

粘性流体与输流管道耦合振动的有限元分析

考虑粘性流体在圆管中层流流动,采用Euler梁模型描述细长管道模型。应用虚功原 理推导输流管道系统的流固耦合振动有限元方程,研究了简支和固支两种边界条件下管道系统固 有频率及流体平均速度、流体粘性和预应力对固有频率的影响,分析了粘性的存在对临界速度的 影响。结果表明,粘性的存在使得前三阶固有频率偏低,流体平均速度越大这一趋势越明显;流体 平均速度越大,前三阶固有频率越小;随着预应力的增大,前三阶固有频率增大;粘性的存在使得 临界速度降低。     

硬币起飞试验的感想--流体力学现象的研究

论文首先研究了有关流体力学的硬币起飞实验，通过观察实验现象总结出实验原理，此实验原理是伯努利原理及伯努利方程。并且可以通过伯努利方程计算出当要使硬币起飞时最小的空气速度，接着用伯努利原理揭示了一些生活中的发明和现象。     

浸在可压缩流体中多层圆柱壳的自由振动

研究了无旋、无粘、可压缩流体中多层圆柱壳的自由振动问题．壳体的运动方程考虑了流体动压力的作用，流场用波动方程描述，通过采用合适的位移函数和速度势函数，使耦合问题的基本方程得到简化并进行数值求解，求得了几种不同参数的多层圆柱壳在流体中的频率特性     

换热器管束的流体弹性不稳定性

基于Lever 与Weavar的流管模型，对换热器管束的流体弹性不稳定进行了研究，基本方程利用复数解法进行求解，证明了作用在管上的流体力与管子运动时的位移，速度，加速度密切相关，得出的稳定区图可用来判断管子是否发生流体弹性不稳定现象，模型管束为正方形排列，节径比为1．25，1．32和1．41，试验在风洞 进行，计算结果与实验数据相符。     

弹性支承输流管流固耦联动力稳定性的研究

本文研究了输流管在弹性支承下,输送定常流体和脉动流体时的动力稳定性,建立了输送流体的弹性支承管和内流耦联振动的控制方程.用液流动压力取代内流对于管子的附加质量惯性力,使理论方程计算更加精确.本文采用级数形式解,寻求参数主共振区域和次共振区域,获得了较为满意的计算结果.计算值与实验值吻合较好.通过研究,得到如下结论:平均流速的增大使不稳定区域下移;脉动值增大使不稳定区域加宽;结构阻尼增大推迟不稳定区域的出现.这些结论在设计输流管、热交换器和生产应用中都有重要参考价值.