任务三　连续性介质假设和理想液体的概念

一、连续性介质假设

（一）液体的均质等向性

液体是由分子组成的。从微观角度看，液体分子之间具有空隙，并且在进行着重复的微观运动，是不连续、不均匀的。由于水力学研究的是液流的宏观机械运动，并不关心液体分子的微观运动，所以在水力学中引入了液体具有连续性的假说，即认为液体是由液体质点所组成的中间没有空隙存在的连续介质。这样就可以运用数学中的连续函数来分析水力学问题。

液体质点是由很多分子组成的、无微观运动、体积很小、可以忽略不计的小水团，它是水力学研究的液体的最小单位。这样，在水力学研究中一般认为液体具有均匀等向性，即认为液体的各个部分和各个方向的物理性质是一样的。

（二）液体的连续性介质假设

液体的连续介质假说，就是认为液体是由许多微团——质点组成（每个质点包含无穷多个液体分子），这些质点之间没有间隙，也没有微观运动，连续分布在液体所占据的空间。即认为液体是一种无间隙地充满所在空间的连续介质。

（三）连续函数的数学理论在分析水流运动规律时的意义

液体同任何物质一样，都是由分子组成，分子与分子之间是不连续而有空隙的。水力学研究的是液体在外力作用下的机械运动（宏观运动），由于液体分子之间的间隙极其微小，因此，在水力学中，把液体当作连续介质看待，即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。根据连续介质的假设，则液流中的一切物理量（如速度、压强、密度等）都可以视为空间坐标和时间的连续函数，这样，我们在研究液体运动规律时，就可以利用连续函数的分析方法。

二、理想液体的概念

由于黏滞性的存在，使得对液体运动的分析变得非常复杂，为了简化问题分析，我们引入了“理想液体”的概念。所谓“理想液体”，就是把水看作是绝对不可压缩、不能膨胀、没有黏滞性、没有表面张力的连续介质（μ＝0）。当流体发生剪切变形时总会伴有黏性应力。黏性应力不仅与流体的黏性性质（以黏滞系数表征）有关，还依赖于速度梯度，对于低黏（小）流体的流动，如果速度的空间变化不太急剧，黏性应力就比较小。如果黏性应力对所研究的流动问题影响较小，可以忽略流体的黏性，认为流体是无黏性的，即理想流体。一般常见的流体，如空气和水，其黏性系数很小，在自然界和工程中遇到的大多数流体流动，其黏性的影响都可以忽略，都可以近似看作是理想流体。