伯努利方程是流体力学中的一个基本方程,用于描述在理想流体(不可压缩、粘度可以忽略)作定常流动时,流体的机械能守恒现象。伯努利方程的公式如下:
标准形式
$$p + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = C$$
其中:
$p$ 是流体中某点的压强,
$v$ 是流体该点的流速,
$\rho$ 是流体密度,
$g$ 是重力加速度,
$h$ 是该点所在高度,
$C$ 是一个常量。
沿流线积分形式
$$p_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 + \rho gh_1 = p_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2 + \rho gh_2$$
其中:
$p_1$ 和 $p_2$ 分别是流线上两点的压强,
$v_1$ 和 $v_2$ 分别是流线上两点的流速,
$h_1$ 和 $h_2$ 分别是流线上两点的高度。
考虑重力的形式
$$p + \rho gz + \frac{1}{2} \rho v^2 = C$$
其中:
$z$ 是铅垂高度。
伯努利方程的物理意义是:在封闭管道中流动的流体,其总机械能(包括压力能、重力势能和动能)在流动过程中保持不变。当流体流速增加时,其压强会相应减小,反之亦然。这一原理在许多实际应用中都有重要应用,例如飞机的机翼升力原理和喷射器的工作原理等。