工程流体力学汇总研究报告.docx
- 文档编号:6788621
- 上传时间:2023-05-10
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:719.76KB
工程流体力学汇总研究报告.docx
《工程流体力学汇总研究报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工程流体力学汇总研究报告.docx(7页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
工程流体力学汇总研究报告
工程流体力学三级项目
流体对曲面壁作用力分析
指导老师:
班级:
小组成员:
制作时间:
2012/10/12
目录
1.项目目的·················3
2.项目要求················3
3.公式推导计算过程·············4
4.Matlab软件编程求解过程·········6
5.分析比较·················9
6.小组成员感想···············9
7.参考文献·················11
一、项目目的
(1)学会流体作用在曲面壁上的力的分析方法
(2)掌握流体作用在曲面壁上的力的推导过程
(3)了解Matlab软件的简单使用
二、项目要求
一个闸门的横截面如图所示,垂直于直面的深度是6m,外形x=2y+0.5y2,此闸门可以绕0点旋转,试以闸门浅的水深度为自变量,推导一下参量的表达式;水平分力;垂直分力;作用在闸门上对原点0的顺时针方向转矩。
3、公式推导计算过程
流体对曲面壁受力分布图
此曲面在XOZ平面上的投影如图所示,在此截面上取微面积dA,设其形心在水面以下的深度为h,则此微分面积上所承受的压力为:
dP=γhdA
此压力垂直于微元面积dA,并指向右下方,与水平面成ɑ角,可将其分解为
水平分力:
dPx=dPcosα
=γhdAcosɑ
垂直分力:
dPz=dPsinɑ
=γhdAsinɑ
由图三可知dPcosɑ为dA在垂面yoz上的投影面dAx,dAsinɑ为dA在水平面xoy上的投影面积dAz因此上式可改写为
dPx=γhdAx
dPz=γhdAz
将上式沿曲面ABCD相应的投影面积积分,可得此曲面所受液体的总压力P为
水平分力:
Px=∫AxγhdAx
竖直分力:
Pz=∫AxγhdAz
式中∫AxhdAx为曲面ABCD的垂直投影面积Ax绕y轴的静力矩可表示为
∫AxhdAx=hoAx
式中,ho为投影面积在Ax的形心在水面下的深度,所以总压力的
水平分力:
Px=γh0Ax
=bh2/2
=29400h2
垂直分力:
Pz=γv
=γb∫oh(2y+0.5y2)dy
=γb(h2+h3/6)
水平分力对原点o的顺时针方向力矩:
Mx=2hPx/3
垂直分力对原点o的顺时针方向力矩:
Mz=∫γx(h-y)bdx
=39200h3+14700h4+1470h5
作用在闸门上对原点0的顺时针方向矩为:
M=Mx+Mz
=58800h3+14700h4+1470h5
四、Matlab软件编程求解过程
>>symsh
>>px=9800*0.5*6*h*h
px=
29400*h^2
>>symsy
>>pz=9800*6*int(2*y+0.5*y*y,y0,h)
>>pz=9800*6*int(2*y+0.5*y*y,y,0,h)
pz=
9800*h^2*(h+6)
>>mx=px*2*h/3
mx=
9600*h^3>>
mz=6*9800*int((2*y+0.5*y^2)*(h-y)*(2+y),y,0,h)
mz=
490*h^3*(3*h^2+30*h+80)
>>m=mx+mz
m=
490*h^3*(3*h^2+30*h+80)+19600*h^3
>>ezplot(px,[06])
>>ezplot(pz,[06])
>>ezplot(m,[06])
(一)水平力分布曲线
(二)垂直分力曲线
(三)原点O的顺时针方向力矩曲线
(五)分析比较
计算推导方法要求我们:
(1)有严谨的思维;
(2)有较强的逻辑性;
(3)有把复杂力分解为简单力的思路;
(4)有积分的概念;
软件编程要求我们:
(1)熟悉软件的功能;
(2)会编程,能模拟出想要的曲线;
(3)有缜密的逻辑思维能力,有认真的态度。
(六)小组成员感想
王晓丽:
通过这几天大家在一起的讨论、思考,首先我们学会了如何正确地分析静止流体对曲面壁的作用力即应该把总力分解成水平分力和竖直分力,这样使问题简单了很多;其次,我们学会了把整个流体分解成一个个微元体,对单个微元体进行受力分析,然后把所有微元体的受力进行叠加,学会了静止流体对曲面壁的受力分析过程;第三,我们初步掌握了Matlab软件的简单使用,学会了利用它进行数值分析,绘图,以及简单的编程;最后我们学会了团结合作,相信只要我们大家一起努力,什么事情都能解决。
郎军:
通过国庆假期期间和我们组组员之间的讨论,学习,交流,我对工程流体力学有了新的认识也学到了许多东西。
首先,通过这几天的学习,我对工程流体力学产生了浓厚的学习兴趣。
其次,我还在组员们的帮助下初步了解了Matlab软件以及它的基本使用。
再次,在这个过程中小组的组员互相帮助,互相配合,团结合作使我们的项目得以完成,这充分反映了团队的力量!
!
王璐:
经过这次工程流体力学的三级项目,大家通过研究、思考,首先对所学的知识有了更深的印象和巩固,学会了如何正确地分析计算流体对于曲面壁的作用力及力矩,了解到所学的知识在实际工程当中的应用,同时对于matlab有了更多的解,也学会了基本的操作,了解到软件在实际应用和研究当中的重要作用,收获很大。
也了解了团队的协作和采纳其他人的意见的重要性,在研究讨论中扬长避短,每个人起到最大的作用,通力合作,完成我们的任务。
李林珏:
在这次课题的讨论研究中,我们通过多次的讨论,对静止流体对曲面壁的作用力有了更深刻的了解,通过查阅各种资料,掌握了将流体分割细化加以分析的方法。
同时,也对matlab软件的功能及用法有了一定了解,并且尝试着进行一些入门的绘图分析。
更重要的是收获了我们组员共同协作得到的知识。
这种合作的讨论学习方式更能加深对知识的印象。
余伟:
由于我们小组不断的努力,终于成功的完成了这次的三级项目,通过此项目我懂得了好多以前所不知道的东西:
首先,流体看似很抽象,其实就时时刻刻存在我们的周围,通过它我们可以了解好多我们以前所不知道的;其次就是对于个人能力的提高,每一个数据的处理都需要极其的细心,稍微有一点的疏忽都会导致之前的努力白费而前功尽弃;再次就是对于团队合作的能力的培养,个人能力极其重要,但是团队合作也是不可缺少。
(六)参考文献
1.工程流体力学(第三版)主编:
谢振华宋存义
冶金工业出版社2007年9月
2.Matlab从入门到精通主编:
周建新
人民邮电出版社2008年11月
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工程 流体力学 汇总 研究 报告