题目
14.判断题水流在边壁处的流速为零,因此该处的流速梯度为零。A. 对B. 错
14.判断题
水流在边壁处的流速为零,因此该处的流速梯度为零。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
本题考查流体力学中的边界条件和流速梯度的概念。关键在于理解流速为零的边壁处,流速梯度是否必然为零。虽然流体在固体边壁处的流速通常为零(无滑移边界条件),但流速梯度是流速随空间的变化率,与该点流速是否为零无关。例如,流速在边壁处为零,但离开边壁时流速增加,此时边壁处的流速梯度可能不为零。
核心概念解析
-
无滑移边界条件
在流体与固体边壁接触处,流体的流速与边壁的运动速度相同。若边壁静止(如管道不动),则流体在边壁处的流速为零。 -
流速梯度的定义
流速梯度是流速在空间上的变化率,例如垂直于边壁方向的流速梯度为 $\frac{\partial u}{\partial y}$,其中 $u$ 是流速,$y$ 是垂直于边壁的坐标。
逻辑分析
- 流速为零:边壁处流速 $u=0$,但流速梯度 $\frac{\partial u}{\partial y}$ 取决于流速在边壁附近的变化情况。
- 反例说明:
假设在边壁附近,流速随 $y$ 增大而线性增加,如 $u = ky$($k$ 为常数),则边壁处 $y=0$ 时 $u=0$,但流速梯度 $\frac{\partial u}{\partial y} = k \neq 0$。这表明流速为零的点,其流速梯度可以非零。