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控制体

控制体

空间中某一确定的、有一定尺度（有限值或无限小）的固定不变的任何体积，称之为控制体。

区域介绍
控制体是指流场中某一确定的空间区域，这个区域的周界称为控制面。控制体的形状根据流动情况和边界位置任意选定。当选定之后，控制体的形状和位置相对于所选定的坐标系来讲是固定不变的，但它所包含的流体的量是时时刻刻改变的。如果这个坐标系是固定的就称为固定控制体，如果坐标系本身也在运动，则称为运动控制体。
特点
① 控制面相对于坐标系是固定的；
② 在控制面上可以有质量交换；
③ 在控制面上受到控制体以外的物体加在控制体之内物体上的力；
④ 在控制面上可以有能量交换，即可以有能量（内能、动能、热或功）跑进或跑出控制面。
对控制体而言，三大守恒原理被表述为：
（1）质量守恒原理：质量产生率 = 0
（2）动量守恒原理：动量产生率 = F
（3）能量守恒原理：能量产生率 = 0
相关计算
（1）质量变化：；（无需引入坐标系）
对于体积：（引入控制体，无需引入坐标系）
（2）动量变化：；（无需引入坐标系）
对于体积：（引入控制体，无需引入坐标系）
x轴分量：；y轴分量：（需引入坐标系）
（3）能量变化：；（无需引入坐标系）
对于体积：（引入控制体，无需引入坐标系）
（4）体积力：；（无需引入坐标系）
对于体积：（引入控制体，无需引入坐标系）
x轴分量：；y轴分量：（需引入坐标系）
（5）体积力所作的功：（需引入坐标系）
x轴分量：；y轴分量：
系统和控制体
对于坐标系而言，系统和控制体的差别在于：
（1）系统边界面的形状和大小可随时间而变，控制体边界面的形状和大小是固定的；
（2）系统边界处无质量交换，控制体的控制面上可以有质量交换。
（3）考虑质量守恒的时候采用的是系统的观点，不能用控制体的方法去推导。
（4）流体力学中的动量定理用系统的观点和用控制体的分析方法都可以，用控制体的方法时要用到雷诺输运公式，流体力学中控制体的观点要用的多一些，这些个定理描述的都是质点系的运动规律，都要采用牛顿力学的原理去分析，那么也就是说要用系统的观点。
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