連續介質假定

連續介質假定

連續介質假定是將流體視為無數流體微團或質點組成的連續介質。表征流體物理性質和運動參數的物理量。

流體是由大量的分子組成的,這些分子總是不停的,雜亂無章的運動著,分子之間存在著間隙。因此,從微觀角度看,流體分子在空間上的分布是不連續的。此外,由於分子運動的隨機性,流體在時間上的分布也是不連續的。但是,流體力學所研究的是流體在外力作用下的巨觀運動規律,是大量分子的統計平均特性,例如流體的密度,溫度,壓強等;同時,流體分子運動的平均自由行程(在正常情況下,空氣分子的平均自由行程約為7*10^-6cm,1mm^3的體積中包含有2.7*10^16個分子)相對於流體力學所研究問題的通常物理尺度來說,非常小。因此,在流體力學的研究中,可以假設流體質點(巨觀上足夠小,微觀上足夠大的微體積內的流體)是由足夠數量的分子組成,彼此間無任何間隙,連續的充滿它所占據的空間。這就是流體的連續介質假定。
由於採用了連續介質假定,那么表征流體特性的壓強,溫度,密度以及速度等物理量可以看成是時間和空間連續分布的函式。這樣,流體力學的問題可以使用微分方程等數學工具來進行研究。但是,在某些特殊流動的研究中,例如,火箭在空氣稀薄的高空中飛行,或流體在極近壁(如離壁面約1*10^-5)處流動時,由於分子平均自由行程與所研究問題的物理尺度具有相同的量級,則流體的連續介質假定不在成立。

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