流體力學(xué)01教材

流體力學(xué)教材：化工流體力學(xué)，戴干策，陳敏恒，化學(xué)工業(yè)出版社第一章流體運(yùn)動(dòng)概述流體力學(xué)：是研究流體平衡和宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及流體與所接觸物體之間相互作用的一門(mén)學(xué)科。第一章流體運(yùn)動(dòng)概述影響流動(dòng)的因素：（1）流體的物理屬性（如粘性、表面張力特性等）（2）流動(dòng)空間的幾何特征（如流動(dòng)空間的形狀、尺寸等）（3）流體動(dòng)力學(xué)條件（如流動(dòng)邊界上的作用力及作用時(shí)間等）第一章流體運(yùn)動(dòng)概述第一節(jié)流體的物理屬性

1.連續(xù)介質(zhì)假定

2.壓縮性

3.粘性

粘性是指流體受到剪切力作用時(shí)抵抗變形的特性。第一節(jié)流體的物理屬性第一節(jié)流體的物理屬性3.粘性

牛頓內(nèi)摩擦定律

動(dòng)力粘度

運(yùn)動(dòng)粘度第一節(jié)流體的物理屬性3.粘性

牛頓流體

非牛頓流體0牛頓流體第一節(jié)流體的物理屬性冪律流體

非牛頓流體η——表觀粘度m——稠度系數(shù)n——流動(dòng)行為指數(shù)第一節(jié)流體的物理屬性冪律流體

假塑性流體，

n<1，如高分子聚合物溶液、血液膨脹性流體，n>1，如淀粉糊、超高濃度挾沙水流η——表觀粘度m——稠度系數(shù)n——流動(dòng)行為指數(shù)

假塑性流體膨脹性流體0第一節(jié)流體的物理屬性粘塑性流體（賓漢流體）

非牛頓流體

粘塑性流體0

如泥漿、污水、顆粒懸浮液第一節(jié)流體的物理屬性粘塑性流體（賓漢流體）

泥漿、污水、顆粒懸浮液——顆粒體積濃度

dp

——顆粒直徑μs——不含顆粒液體的粘度第一節(jié)流體的物理屬性傅立葉定律

4.導(dǎo)熱性Q——單位時(shí)間傳導(dǎo)的熱量k——導(dǎo)熱系數(shù)第一節(jié)流體的物理屬性傅立葉定律

4.導(dǎo)熱性熱流強(qiáng)度熱擴(kuò)散系數(shù)單位第一節(jié)流體的物理屬性費(fèi)克定律

5.擴(kuò)散性擴(kuò)散系數(shù)單位JA

——單位時(shí)間經(jīng)單位面積擴(kuò)散的A組份質(zhì)量運(yùn)動(dòng)粘度、熱擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)第一節(jié)流體的物理屬性動(dòng)量傳遞

傳遞現(xiàn)象的類似熱量傳遞質(zhì)量傳遞單位均為第一節(jié)流體的物理屬性

處在界面附近的液體由于分子間相互作用的各向異性，會(huì)產(chǎn)生表面張力。

6.表面張力第一節(jié)流體的物理屬性

液體表面彎曲會(huì)出現(xiàn)表面張力。在平衡時(shí)，曲面兩側(cè)所產(chǎn)生的壓力差是由表面張力引起的附加壓力，稱為毛細(xì)壓力。

6.表面張力p1p2第一節(jié)流體的物理屬性p2p1

6.表面張力取邊長(zhǎng)為dl1和dl2的矩形微元曲面，設(shè)單位長(zhǎng)度上表面張力為σ，那么，作用在dl1上的力為σdl1

，作用在dl2上的力為σdl2

。σ第一節(jié)流體的物理屬性dββdσdl1σdl1σdl1dl1

6.表面張力取邊長(zhǎng)為dl1和dl2的矩形微元曲面，設(shè)單位長(zhǎng)度上表面張力為σ，那么，作用在dl1上的力為σdl1

，作用在dl2上的力為σdl2

。p1p2dl2R2dl1第一節(jié)流體的物理屬性dββd/2βdσdl1σdl1σσdl1

6.表面張力取邊長(zhǎng)為dl1和dl2的矩形微元曲面，設(shè)單位長(zhǎng)度上表面張力為σ，那么，作用在dl1上的力為σdl1

，作用在dl2上的力為σdl2

。p1p2dl2R2dl1第一節(jié)流體的物理屬性dββd/2βdσdl1σdl1σσdl1

6.表面張力p1p2dl2R2σdl1sin(dβ/2)≈σdl1dβ/2第一節(jié)流體的物理屬性dββd/2βdσdl1σdl1σdl1σdl1σdl1βd

6.表面張力作用于dl1對(duì)應(yīng)邊上一對(duì)力的合力為2×σdl1dβ/2=

σdl1dβp1p2dl2R2σαdl2d第一節(jié)流體的物理屬性dααdσdl2σdl2σdl2σ

6.表面張力p1p2dl1R1αdl2dd第一節(jié)流體的物理屬性dαα/2αdσdl2σdl2σdl2σσdl2

6.表面張力作用于dl1對(duì)應(yīng)邊上一對(duì)力的合力為2×σdl1dβ/2=

σdl1dβ

作用于dl2對(duì)應(yīng)邊上一對(duì)力的合力為2×σdl2dα/2=

σdl2dα作用在微元曲面上的壓差力為

(p1-p2)dl1dl2

p1p2dl1R1第一節(jié)流體的物理屬性

6.表面張力作用于dl1對(duì)應(yīng)邊上一對(duì)力的合力為2×σdl1dβ/2=

σdl1dβ

作用于dl2對(duì)應(yīng)邊上一對(duì)力的合力為2×σdl2dα/2=

σdl2dα作用在微元曲面上的壓差力為

(p1-p2)dl1dl2

由力的平衡關(guān)系

(p1-p2)dl1dl2=

σdl1dβ+σdl2dααdσdl2σdl2p1p2dl1R1第一節(jié)流體的物理屬性βdσdl1σdl1R2

6.表面張力由力的平衡關(guān)系

(p1-p2)dl1dl2=

σdl1dβ+σdl2dαdβ=dl2/R2

dl2p1p2第一節(jié)流體的物理屬性αdσdl2σdl2R1

6.表面張力由力的平衡關(guān)系

(p1-p2)dl1dl2=

σdl1dβ+σdl2dαdβ=dl2/R2dα=dl1/R1(p1-p2)dl1dl2=

σdl1dl2/R2

+σdl2dl1/R1

dl1p1p2第一節(jié)流體的物理屬性αdσdl2σdl2R1

6.表面張力由力的平衡關(guān)系

(p1-p2)dl1dl2=

σdl1dl2/R2

+σdl2dl1/R1p1-p2=σ(1

/R2

+1

/R1)

dl1p1p2第一節(jié)流體的物理屬性αdσdl2σdl2R1

6.表面張力

p1-p2=σ(1

/R2

+1

/R1)

毛細(xì)壓力的大小與表面張力系數(shù)成正比，與曲面的曲率半徑成反比。曲率半徑越小，毛細(xì)壓力越大。

dl1p1p2第一節(jié)流體的物理屬性

6.表面張力

p1-p2=σ(1

/R2

+1

/R1)

對(duì)于球形液滴R1=

R2

=

Rp1-p2=2σ/R

隨著液滴半徑的減小，滴內(nèi)壓力升高。

p1p2第一節(jié)流體的物理屬性

液體的表面張力，隨溫度升高而降低。液體中溶有其它物質(zhì)時(shí)，表面張力也將隨物質(zhì)及其濃度的不同而發(fā)生變化。水中溶入醋、酸、醛、酮等有機(jī)物質(zhì)，可使表面張力減小，但溶入某些無(wú)機(jī)鹽類，則使表面張力略有增大。

6.表面張力第一節(jié)流體的物理屬性

例：液滴的毛細(xì)壓力計(jì)算已知σ=0.074N／m，求直徑為3mm的液滴的毛細(xì)壓力。解：

6.表面張力p1p2第一章流體運(yùn)動(dòng)概述第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

1.拉格朗日法這種方法著眼于流體個(gè)別質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)考察空間各個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的位置、速度和壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化，了解整個(gè)流體運(yùn)動(dòng)的情況。因此，應(yīng)用這種方法描述流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要采用“流體坐標(biāo)”識(shí)別各個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)。第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

1.拉格朗日法流體坐標(biāo)：不同時(shí)刻，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都占有一個(gè)確定的空間位置。通常取其起始時(shí)刻的空間坐標(biāo)，即t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)(a，b，c)來(lái)表示，稱為拉格朗日坐標(biāo)。對(duì)于不同的質(zhì)點(diǎn)，具有不同的a、b、c的值。運(yùn)動(dòng)的流體質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷一段時(shí)間以后，在任意時(shí)刻t，到達(dá)的新位置(x、y、z)，可以由標(biāo)號(hào)(a，b，c)及時(shí)間t來(lái)決定，即第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

1.拉格朗日法跡線：確定了三個(gè)函數(shù)關(guān)系以后，就可以描繪出流體流動(dòng)的幾何圖像以及流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)途徑，即流體質(zhì)點(diǎn)位置隨時(shí)間的變化，稱為跡線。

1.拉格朗日法第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

2.歐拉法這種方法不跟蹤個(gè)別流體質(zhì)點(diǎn)，而注視空間點(diǎn)。考察速度以及其它物理量，如壓力、密度等在流體運(yùn)動(dòng)的全部空間范圍(流場(chǎng))內(nèi)的分布，以及這種分布隨時(shí)間的變化。

第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

2.歐拉法這種方法不跟蹤個(gè)別流體質(zhì)點(diǎn)，而注視空間點(diǎn)?？疾焖俣纫约捌渌锢砹?，如壓強(qiáng)、密度等在流體運(yùn)動(dòng)的全部空間范圍(流場(chǎng))內(nèi)的分布，以及這種分布隨時(shí)間的變化。

第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

2.歐拉法流線：它是某一時(shí)刻在流場(chǎng)中畫(huà)出的一條空間曲線，在該曲線上所有點(diǎn)的流速矢量與這條曲線相切。流線第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

2.歐拉法流線：它是某一時(shí)刻在流場(chǎng)中畫(huà)出的一條空間曲線，在該曲線上所有點(diǎn)的流速矢量與這條曲線相切。流線流線上第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

2.歐拉法

流線的疏密程度反映了該時(shí)刻流場(chǎng)中各點(diǎn)的速度大小。流線越密，流速越大；流線越稀疏，流速越小。(x,y,z)t時(shí)刻

2.歐拉法質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)(x+dx,y+dy,z+dz)t+dt時(shí)刻

跡線

·

·(x,y,z)t時(shí)刻

2.歐拉法質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)(x+dx,y+dy,z+dz)t+dt時(shí)刻

跡線

·

·(x,y,z)t時(shí)刻

2.歐拉法質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)(x+dx,y+dy,z+dz)t+dt時(shí)刻

跡線

·

·(x,y,z)t時(shí)刻

2.歐拉法質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)(x+dx,y+dy,z+dz)t+dt時(shí)刻

跡線

·

·(x,y,z)t時(shí)刻

2.歐拉法質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)(x+dx,y+dy,z+dz)t+dt時(shí)刻

跡線

·

·第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

3.定常流動(dòng)與非定常流動(dòng)一般說(shuō)來(lái)速度是隨時(shí)間變化的，所以某時(shí)刻的流線只反映該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況。顯然，這和表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻運(yùn)動(dòng)情況的跡線是不同的。但是，當(dāng)空間各點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)的速度以及其它表示流動(dòng)的參數(shù)不隨時(shí)間變化時(shí)，流線和跡線將重合，這種流動(dòng)稱為定常流動(dòng)。各流動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間變化的流動(dòng)，稱為非定常流動(dòng)。工業(yè)上涉及的流動(dòng)，大多數(shù)可考慮為定常流動(dòng)。第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的表示方法

4.一維流動(dòng)、二維流動(dòng)、三維流動(dòng)一般流動(dòng)是三維的，即表征流動(dòng)的物理量如速度等是x、y、z三個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)，稱為三維流動(dòng)。顯然，減少自變量可使問(wèn)題的研究變得簡(jiǎn)便，因此，在許多情況下可對(duì)問(wèn)題作不同程度的簡(jiǎn)化，而構(gòu)成一維流動(dòng)、二維流動(dòng)。

[例]定常流動(dòng)時(shí)的流線

流體運(yùn)動(dòng)所具有的分速度為：其中k為常數(shù)，試求流線。[解]由于ux，uy與時(shí)間無(wú)關(guān)，因而是定常流動(dòng)。uz＝0且ux，uy

與z

無(wú)關(guān)

，因而是二維流動(dòng)。流線的微分方程為流線

[例]非定常流動(dòng)時(shí)的流線

流體運(yùn)動(dòng)所具有的分速度為：試求流線方程以及t＝1和t＝?時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線。[解]

流線方程

[例]非定常流動(dòng)時(shí)的流線

流體運(yùn)動(dòng)所具有的分速度為：試求流線方程以及t＝1和t＝?時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線。[解]

流線方程t＝1時(shí)的流線方程t＝?時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線

[例]非定常流動(dòng)時(shí)的流線

流體運(yùn)動(dòng)所具有的分速度為：試求流線方程以及t＝1和t＝?時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線。[解]

流線方程t＝1時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線t＝?時(shí)的流線方程

[例]非定常流動(dòng)時(shí)的流線

流體運(yùn)動(dòng)所具有的分速度為：試求流線方程以及t＝1和t＝?時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線。[解]

流線方程t＝1時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線t＝?時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)（1,3）的流線

[例]一維流動(dòng)加速度的計(jì)算

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求該流場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

[例]運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位置的確定

不可壓縮流體在收縮通道中作一維定常流動(dòng)，已知速度是

u1是x=0處的流動(dòng)速度，試求t=0時(shí)位于x=0處流體質(zhì)點(diǎn)P的位置隨時(shí)間的變化xp=xp(t)以及加速度ap=ap(t)。[解]

第一章流體運(yùn)動(dòng)概述第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

1.理論解析法

對(duì)于工程實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)分析所觀察到的現(xiàn)象，在了解其物理本質(zhì)的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出數(shù)學(xué)方程，得出定量結(jié)果，這是流體力學(xué)中求解問(wèn)題的經(jīng)典方法。這種方法充分利用了數(shù)學(xué)上的成就，其結(jié)果可用簡(jiǎn)明的數(shù)學(xué)式表達(dá)出來(lái)。

第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

1.理論解析法

理論解析方法的步驟：(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H考察，詳細(xì)分析流體物理特性及運(yùn)動(dòng)特性，確立合理的理論模型。例如，不考慮流體粘性的理想流體就是一種抽象的流體模型。(2)以基本物理定律，例如，牛頓運(yùn)動(dòng)定律、質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒原理等作為依據(jù)，建立流體運(yùn)動(dòng)方程，以及與之相應(yīng)的初始條件和邊界條件。

(3)對(duì)一般的運(yùn)動(dòng)方程，結(jié)合具體問(wèn)題，作必要的合理簡(jiǎn)化，以便能夠運(yùn)用已有的數(shù)學(xué)工具求得問(wèn)題的準(zhǔn)確解或近似解。檢驗(yàn)已求得的解答，確定其運(yùn)用范圍。

第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

1.理論解析法由于實(shí)際問(wèn)題通常比較復(fù)雜，單純應(yīng)用理論解析方法困難較大。困難不僅在于流體運(yùn)動(dòng)方程的非線性，還在于難以規(guī)定適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件?？傊壳暗臄?shù)學(xué)發(fā)展水平限制了這種方法的使用范圍。第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法是研究流體流動(dòng)問(wèn)題最基本的方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證理論計(jì)算的結(jié)果，也可以探索新的流動(dòng)現(xiàn)象。

第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法對(duì)于物體在空氣中的運(yùn)動(dòng)，通?？梢赞D(zhuǎn)化為空氣繞過(guò)物體的運(yùn)動(dòng)，在風(fēng)洞中進(jìn)行研究。

第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)是運(yùn)動(dòng)相對(duì)性原理和流動(dòng)相似性原理。根據(jù)相對(duì)性原理，飛機(jī)在靜止空氣中飛行所受到的空氣動(dòng)力，與飛機(jī)靜止不動(dòng)、空氣以同樣的速度反方向吹來(lái)，兩者的作用是一樣的。但飛機(jī)迎風(fēng)面積比較大，如機(jī)翼翼展小的幾米、十幾米，大的幾十米（波音747是60米），使迎風(fēng)面積如此大的氣流以相當(dāng)于飛行的速度吹過(guò)來(lái)，其動(dòng)力消耗將是驚人的。根據(jù)相似性原理，可以將飛機(jī)做成幾何相似的小尺度模型，只要保持某些相似參數(shù)一致，試驗(yàn)的氣流速度在一定范圍內(nèi)也可以低于飛行速度，并可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推算出真實(shí)飛行時(shí)作用于飛機(jī)的空氣動(dòng)力。

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法對(duì)于物體在水中的運(yùn)動(dòng)，往往是在水池中以一定的速度拖動(dòng)物體以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(也有在水洞中進(jìn)行的)。第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法拖曳水池是水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種設(shè)備，是用船舶模型試驗(yàn)方法來(lái)了解船艦的運(yùn)動(dòng)、航速、推進(jìn)功率及其他性能的試驗(yàn)水池，試驗(yàn)是由電動(dòng)拖車(chē)牽牽引船模進(jìn)行的。船舶、潛艇、魚(yú)雷、滑行艇、水翼艇，氣墊船、沖翼艇、水上飛機(jī)和各種海洋結(jié)構(gòu)物等都可在水池中作模型試驗(yàn)。

1872年英國(guó)造船學(xué)家W.弗勞德在英國(guó)托基(Torquay)創(chuàng)建了世界上第一座船模試驗(yàn)水池。一百多年來(lái)世界各國(guó)相繼建造的拖曳水池已有150余座，池長(zhǎng)超過(guò)一百米的約占半數(shù)。中國(guó)于1954年在上海建成第一座水池，長(zhǎng)70米，寬5米，水深2.5米。中國(guó)船舶科學(xué)研究中心于1965年在無(wú)錫建成大型水池，長(zhǎng)474米，水深7米，試驗(yàn)段池寬14米。拖曳水池

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法國(guó)內(nèi)主要科研院所水池?cái)?shù)據(jù)（長(zhǎng)×寬×深，拖速）：

708所70×6×3，3（中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司，上海）

702所470×14×7，15（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司，無(wú)錫）上海船研所192×10×4.5，10

上海交大110×6×3，6

江蘇科技大學(xué)100×6×2，6;200×10×7，15

華中科技大學(xué)170×6×5，8天津大學(xué)150×7×3，6

武漢理工132×10×2，6拖曳水池

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法水洞是水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種設(shè)備，可用來(lái)研究邊界層、尾流、湍流、空化、水彈性等現(xiàn)象，以及水流與試驗(yàn)物體之間的作用力。水洞是一個(gè)流速和壓力可以分別控制的水循環(huán)系統(tǒng)。水洞的試驗(yàn)段截面有圓形的，方形的，也有矩形的。水洞的上、下、前、后都有觀察窗。同拖曳水池正好相反，在水洞中移動(dòng)的不是試驗(yàn)物體，而是可控水流。水洞的運(yùn)轉(zhuǎn)性能類似亞聲速風(fēng)洞，只是試驗(yàn)介質(zhì)不同。最早的水洞是英國(guó)C.A.帕森斯于1896年建造的。水洞

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法

水洞

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法

水洞

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法如無(wú)法建立風(fēng)洞、水池、水洞那樣的通用試驗(yàn)裝置，則必須依照所考察的設(shè)備類型，制作專門(mén)的試驗(yàn)設(shè)備，而制作模型試驗(yàn)設(shè)備，應(yīng)遵循相似理論。第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法考察設(shè)備中的流動(dòng)所用的測(cè)試技術(shù)，可分為兩種類型：（1）使用速度、壓力、力矩等的測(cè)量?jī)x器，定量測(cè)定這些物理量。（2）使流場(chǎng)中的流動(dòng)情況可視化，以便直接觀察或者攝影記錄，稱為流場(chǎng)顯示技術(shù)。第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法流場(chǎng)顯示技術(shù)大致可分為兩大類：示蹤法和光學(xué)法。示蹤法：用示蹤物顯示流體運(yùn)動(dòng)，主要用于不可壓縮流體的運(yùn)動(dòng)。示蹤物必須是可見(jiàn)的，且可以隨著流體運(yùn)動(dòng)。人們觀察到的是示蹤物的運(yùn)動(dòng)，而不是流體本身的運(yùn)動(dòng)，因此，這種顯示是間接的方法。這就要求選擇適宜的示蹤物，以便能夠真實(shí)地反映實(shí)際流動(dòng)情況。第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法流場(chǎng)顯示技術(shù)大致可分為兩大類：示蹤法和光學(xué)法。示蹤法有以下4種：（1）壁面顯示法：用于顯示邊界面附近的流動(dòng)狀況，包括涂膜法和線簇法。涂膜法即在壁面涂上某種涂料或油及顏料的混合物，當(dāng)流體流經(jīng)壁面時(shí)形成條紋，顯示出壁面附近流動(dòng)的圖譜。線簇法，即在壁面上布以柔細(xì)的線簇，線簇所指的方向即為壁面附近流體流動(dòng)的方向。第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的基本途徑

2.實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法流場(chǎng)顯示技術(shù)大致可分為兩大類：示蹤法和光學(xué)法。示蹤法有以下4種：