伯努利原理
是流体力学中的一个定律,由瑞士流体物理学家丹尼尔·伯努利于1738年出版他的理论《Hydrodynamica》,描述流体沿着一条稳定、非粘性、不可压缩的流线移动行为。
定理假设
使用伯努利定律必须符合以下假设,方可使用;如没完全符合以下假设,所求的解也是近似值。
定常流动(或称稳定流,Steady flow):在流动系统中,流体在任何一点之性质不随时间改变。
不可压缩流(Incompressible flow):密度为常数,在流体为气体适用于马赫数M 小于0.3的情况。
无摩擦流(Frictionsless flow):摩擦效应可忽略,忽略粘滞性效应。
流体沿着流线流动(Flow along a streamline):流体单元(element)沿着流线而流动,流线间彼此是不相交的。
小结:
伯努利原理,也可以直接由牛顿第二定律推演。说明如下:如果从高压区域往低压区域,有一小体积流体沿水平方向流动,小体积区域后方的压力自然比前方区域的压力更大。所以,此区域的力量总和必然是沿着流线方向向前。在此假设,前后方区域面积相等,如此便提供了一个正方向合力施于原先设定的流体小体积区域,其加速度与力量同方向。此假想环境中,流体粒子仅受到压力和自己质量的重力之影响。先假设如果流体沿着流线方向作水平流动,并与流体流线的截面积垂直,因为流体从高压区域朝低压区域移动,流体速度因此增加;如果该小体积区域的流速降低,其唯一的可能性必定是因为它从低压区朝高压区移动。因此,任一水平流动流体之内,压力最低处有最高流速,压力最高处有最低流速。