流體力學研究可以分為現場觀測、實驗室模擬、理論分析、數值計算四個方面：

1、現場觀測

對自然界固有的流動現象或已有工程的全尺寸流動現象，利用各種儀器進行系統觀測，從而總結出流體運動的規律并借以預測流動現象的演變。過去對天氣的觀測和預報，基本上就是這樣進行的。但現場流動現象的發生不能控制，發生條件幾乎不可能完全重復出現，影響到對流動現象和規律的研究；現場觀測還要花費大量物力、財力和人力。因此，人們建立實驗室，使這些現象能在可以控制的條件下出現，以便于觀察和研究。

2、實驗室模擬

在實驗室內，流動現象可以在短得多的時間內和小得多的空間中多次重復出現，可以對多種參量進行隔離并系統地改變實驗參量。在實驗室內，人們也可以造成自然界很少遇到的特殊情況（如高溫、高壓），可以使原來無法看到的現象顯示出來。現場觀測常常是對已有事物、已有工程的觀測，而實驗室模擬卻可以對還沒有出現的事物、沒有發生的現象（如待設計的工程、機械等）進行觀察，使之得到改進。因此，實驗室模擬是研究流體力學的重要方法。但是，要使實驗數據與現場觀測結果相符，必須使流動相似條件（見相似律）完全得到滿足。不過對縮尺模型來說，某些相似準數如雷諾數和弗勞德數不易同時滿足，某些工程問題的大雷諾數也難以達到。所以在實驗室中，通常是針對具體問題，盡量滿足某些主要相似條件和參數，然后通過現場觀測驗證或校正實驗結果。

3、理論分析

根據流體運動的普遍規律如質量守恒、動量守恒、能量守恒等，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并抓住主要方面，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恒、動量守恒、能量守恒等定律表達出來，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，并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。由于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

求出方程組的解后，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，以確定所得解的準確程度和力學模型的適用范圍。

4、數值計算

前面提到的采用簡化模型后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。

KH-LT26數字型流體力學綜合實驗裝置由雷諾實驗管、伯努利實驗管、沿程阻力管、局部阻力管、水泵、秒表、玻璃溫度計、測壓計、刻度標尺、文丘里流量計、實驗水箱、計量水箱、蓄水箱、指示液盒、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、萬能信號輸入巡檢儀、軟件、不銹鋼框架、控制屏等組成。適合于工程流體力學（水力學）教學實驗。可做雷諾實驗、伯努利實驗、沿程阻力實驗、局部阻力實驗及文丘里流量計校核實驗。

KH-LT26數字型流體力學綜合實驗裝置功能特點：

1、本試驗臺為新型流體力學綜合試驗臺, 結構小巧,布置合理，一臺多用。

2、試驗水箱和管道采用厚壁優質透明有機玻璃管，實驗現象清晰，方便學生觀察。

3、設備整體為自行式框架結構，并安裝有禁錮腳，便于系統的拆卸檢修和搬運。

4、裝置設計可360度觀察，實現全方位教學與實驗。

5、本試驗臺配有高精度壓力傳感器測量壓差，配備數據采集軟件。

KH-LT26數字型流體力學綜合實驗裝置技術參數：

1、運行環境：溫度0-40℃，相對濕度：≤90%RH，電源：220V/50Hz。可連續操作。

2、雷諾管：長度1100mm、內徑Φ15mm，有機玻璃。

3、伯努利管：總長1100mm、內徑Φ20mm和Φ14mm，有機玻璃管制作，按兩點法求出各有變化點的動靜壓頭。

4、沿程阻力管：長1100mm、內徑Φ14mm，有機玻璃制作，兩測壓點間的距離：800mm。

5、局部阻力管：總長1100mm、內徑Φ14mm和Φ24mm，有機玻璃制作，上裝文丘里流量計、閘閥，可用來測定流體流經銅閘閥的前后壓差，以及對文丘里流量計進行校核，文丘里流量計喉徑φ6.5mm。

6、實驗流量Q=0～18 L/min，畢托管實驗流速：100～200cm/s，最大靜壓水頭400mmH2O。

7、流量測量：DN15渦輪流量計，量程：0.2～6 m3／h。

8、本裝置分別用壓差傳感器、壓力傳感器測量壓差。

1號差壓傳感器量程為0-10KPa, 輸出信號4-20mA，可測量沿程壓差、突擴壓差。

2號差壓傳感器量程為0-10KPa, 輸出信號4-20mA，可測量突縮壓差。

3號差壓傳感器量程為0-100KPa, 輸出信號4-20mA，可測量閥門壓差、文丘里壓差。

9、溫度傳感器: 進口PT100溫度傳感器,測溫范圍-40-150℃。

10、水泵：最高揚程：15m，最大流量：30L/min，轉速2800r/min，功率250W。

11、測壓計由8根直徑φ8mm的有機玻璃管固定在測壓架上，測量伯努利管壓差，測壓架上粘有標尺方便讀數，壓差計內的指示液為水，無毒、操作安全。

12、計量槽：容積10L透明有機玻璃制作，帶計量刻度。

13、實驗水箱：有機玻璃制成，容積40L，上裝指示液盒，指示液為紅墨水。

14、蓄水箱：容積約100L，PVC板焊制而成。

15、實驗所用的流體-水為全循環使用設計，充分節約水資源。

16、框架及臺面均為304不銹鋼材質，結構緊湊，外形美觀，操作方便。

17、模擬模塊：高達16位分辨率，內建RS485通訊模式；功能：溫度、流量、壓差等模擬量信號采集，配數據采集軟件一套。

18、外形尺寸：2000×550×2000mm（長×寬×高），框架為可移動式設計，帶腳輪及禁錮腳。

 相關產品