流体运动

医用物理学第二章，流体运动思维导图。

流体运动

• 流体模型
  • 理想流体模型
    • 完全没有黏性 绝对不可压缩的理想模型
  • 流速场
  • 流线
  • 流管
    • 一束流线围成的管状区域
  • 流量
    • 单位时间内通过流速场中任一截面的流体体积和流体质量
  • 定常流动
    • 空间任一点处流体质元流速不随时间变化 流速仅是空间的函数v=f(x,y,z)在流管内 每一点的速度一直不变
• 理想流体的两大方程
  • 连续性方程
    • 适用范围
      • 不可压缩的流体进行定常流动（流线流管形状保持不变）
    • Q1=Q2 v1•S1=v2•S2 同一流管中各截面处的体积流量相等
  • 伯努利方程
    • 适用范围
      • 理想流体在重力场中进行定常流动（流线流管形状保持不变）
    • 特性
      • 理想流体因无黏性而不存在内摩擦力 A(非保守内力做功)=0
    • 公式表达
      • 详情请见书本32页
    • 应用情况分析
      • 等压情况
      • 等高情况
      • 等流速情况
• 黏性液体的流动
  • 牛顿黏性定律
    • 应用条件： 黏性液体进行定常运动
    • 层间摩擦力=粘滞系数*两层接触面积*速度梯度
    • 变型公式： 切应力=黏度*速度梯度（切应力=F/S）
  • 流体分类
    • 分别：切应力和速度梯度是否成正比
    • 牛顿流体：成正比
    • 非牛顿流体：不成正比
  • 层流和湍流
    • 根本区别：是否产生垂直于流动方向的分速度
    • 层流
      • 特点|各个流层不相混合只作相对滑动
      • 速度较慢 流体两段压力差小
    • 湍流
      • 质流元产生法相分速度
      • 特点
        • 传输质量 能量 动量效率明显提升
        • 质流有法相分速度
        • 传输时能量损耗较大 且有噪音
    • 判定标准-雷诺数
      • 公式
        • Re=平均流速*液体密度*管道半径/黏度系数
  • 黏性流体的伯努利方程
    • 公式
    • 能量损耗
      • 沿程能量损耗
        • 流体压强随路程增加呈线性减小
      • 额外能量损耗
• 泊肃叶定律
  • 测定黏性液体的流速和流量
  • 适用范围：不可压缩的牛顿流体在水平均匀管内层流
  • 公式|研究流体速度和到中心距离的关系
  • 公式|研究流体流量和到中心距离的关系
  • 流阻
    • 公式
      • 详见课本
    • 运算规律
      • 串联
        • Rf总=∑Rfi
      • 并联
        • 1/Rf总=∑1/Rfi
• 血液流动
  • 血压测量特点
    • 不同体位血压测量值不同
      • 伯努利方程的等流速情况
  • 循环系统中血压分布
    • 脉搏
      • 心脏周期性收缩舒张 血管壁弹性使 动脉周期性扩张收缩 管内血压容积 周期性变化
    • 收缩压
      • 左心室收缩射血 主动脉血压最大值
    • 舒张压
      • 主动脉回缩射血的血压最低值
  • 血压降低规律
    • 小动脉
      • 较大动脉管径变化小 分支管束多
        • 降低最快
    • 毛细血管
      • 直径小 血细胞一个个挤过 无法形成层流
        • 血压下降平缓
  • 轴向集中
    • 由于黏性 管轴处流速大 远轴处流速小
      • 细胞在旋转的同时向管轴靠近