流體力學fluid4-3概述

1、流體力學,上海大學,流體力學,流體力學概述,流體力學 ：力學的一個分支。 流體力學研究內(nèi)容 ： 流體平衡規(guī)律、流體宏觀運動規(guī)律，以及流體 與所接觸物體（如固體）之間相互作用。,宏觀：人的感知尺度。 相互作用：力、熱或其它運動、能量形式,流體：液體和氣體 常見：水和空氣。其它：油類、化學氣體、血液等 與固體的區(qū)別：流動性。與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。,應(yīng)用廣泛(技術(shù)性學科),工程應(yīng)用 航空、航天、船舶工業(yè)、水利工程、動力機械 （葉輪機械）、海洋、氣象、天文、土木建筑、 環(huán)境工程、生物等。 與其它學科交叉滲透，形成邊緣學科： 電磁流體力學、化學流體力學、生物流體力學、 地球流體力學、多相流流體力學、非牛頓流體

2、、 高溫氣體、爆炸力學等等。,研究基礎(chǔ),經(jīng)驗總結(jié)出的規(guī)律： 1牛頓運動定律（動量定理、動量矩定理） 2質(zhì)量守恒定律 3能量守恒定律 4熱力學規(guī)律 屬于經(jīng)典力學范疇,力學概念,涉及的物理量： 密度，質(zhì)量m/體積V，壓力p（壓強），溫度T， 速度矢量v (u,v,w)。 （也是基本的未知量） 還有：時間t，位移r，加速度a，動能，重力g， 內(nèi)能e，比熱c，焓h，熵s，粘度，熱傳導系數(shù)k， 擴散系數(shù)D，(應(yīng)力張量pij，應(yīng)變率張量sij) 梯度，散度，旋度(渦量)等等一些擴展量。 （一般未知量）,數(shù)學基礎(chǔ),(高等數(shù)學)數(shù)學分析，微積分： 連續(xù)函數(shù)、微分、求導、全微分。 Taylor級數(shù)展開。 曲線積

3、分 曲面積分 體積分-（懂基本概念） 矢量概念、分析與運算 坐標系（直角、曲線）,數(shù)學基礎(chǔ)（預(yù)備）,連續(xù)函數(shù) 求導數(shù) ，求微分,數(shù)學基礎(chǔ)（預(yù)備）,連續(xù)函數(shù)的Taylor級數(shù)展開表示,數(shù)學基礎(chǔ):矢量表示及運算,矢量表示及運算,矢量運算,若,對其它自變量的偏導數(shù)亦然,本課程待學內(nèi)容,1流體力學的研究對象、方法和發(fā)展簡史 連續(xù)介質(zhì)假定 ，流體物理模型 流體宏觀物理性質(zhì) 2流體靜力學； 3流體運動學; 4流體動力學理論基礎(chǔ)； 5相似原理與量綱分析； 6流動阻力與水頭損失；,1緒論,流體力學的概況、研究方法等 連續(xù)介質(zhì)假定(基本物理模型) 流體質(zhì)點，流體微團。 流體的主要物理性質(zhì): 易流動性，慣性(密度

4、), 可壓縮性，粘性 擴散性，熱傳導性，表面張力特性等。 特別是粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律,流體靜力學,1作用在流體上的力：質(zhì)量力，表面力。 2靜止流體中應(yīng)力的性質(zhì)（靜水壓強的特性）。 3流體平衡微分方程及其積分。 4重力場靜止流體壓強分布規(guī)律。 5壓強的測量： （度量：絕對壓強、相對壓強、真空度） 6測量壓強的儀器：液柱式測壓計。 7液體的相對平衡。 8作用在平面、曲面上的靜水總壓力 。,流體運動學基礎(chǔ),1描述流體運動的兩種方法： 拉格朗日法和歐拉法（場描述） 實體導數(shù)與實體加速度。 2描述流場的基本概念： 跡線與流線，定常與非定常流， 元流、總流、流量、平均速度等。 3連續(xù)性微分方程 恒定總流連續(xù)性方程 4流體微團運動分析 變形速度 有旋渦流與無旋渦流。,流體動力學基礎(chǔ),1理想不可壓縮流體運動微分方程。 2實際流體的運動微分方程。 3歐拉運動微分方程沿流線的積分 （恒定元流伯諾里方程） 4實際流體恒定總流伯諾里方程。 5恒定總流伯諾里方程的應(yīng)用。 6恒定（定常）總流動量方程。,相似理論與量綱分析,1量綱、單位及量綱和諧原理 2量綱分析： 量綱分析原理 定理，量綱分析法應(yīng)用 3相似理論 流動相似的基本概念， 相似準則 相似理論基本定理 模型律,流動阻力與水頭損失,1流動阻力與水頭損失的兩種型式. (沿程和局部損失) 2實際流體的兩種流動狀態(tài)：層流和湍流 雷諾實驗 3圓管中的