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流体力学多媒体课件 安徽理工大学机械学院 机械学院 《流体力学》课题组 绪论 第1节 基本概念 第2节 流体的主要物理性质 第3节 流体力学的研究方法 1.1 基本概念 一、流体力学的概述 二 流体力学的发展阶段（1） 1、流体静力学以前时期 公元前10世纪到1世纪 中国 木橹和尾舵 约公元前700年 管仲 科学地总结了中国的治河与修渠经验 约两世纪后 阿基米德 提出了浮力的定量理论 流体的基础：阿基米德的浮力理论和帕斯卡静压理论 二 、流体力学的发展阶段（2） 3 、流体动力学时期 研究特征： 18世纪末和19世纪中叶，理论与实验相结合。 纳维与斯托克斯 1823年和1845年 N-S方程 黏性流体运动。 哈根和泊肃叶 1839年和1840年 细小圆管中层流流动的实验结果 雷诺、弗洛德、瑞利 相似理论 实验流体力学的基础。 亥姆霍兹和汤姆逊 漩涡理论 普朗特 边界层流理论， 冯·卡门 湍流理论 中国 周培原 钱学森 郭永怀 三 、流体力学的基本概念 三 、流体力学的基本概念（续） 三 、流体力学的基本概念（续） 三 、流体力学的基本概念（续） 四、流体力学的研究方法和数学方法 1.2 流体的主要物理特性 二 、压缩性和膨胀性 二 、压缩性和膨胀性续 三 、黏性 三 、黏性续 三 、黏性续 三 、黏性续 三 、黏性续 流体力学精品课程多媒体课件 安徽理工大学机械学院 * 1、流体力学发展简史 2、流体力学的研究方法 3、作用在流体上的力 4、流体的主要物理性质 5、流体力学的模型 流体力学：主要研究流体与流体、流体与固体之间的相互作用力，即研究流体的机械运动规律。 1、定义 2、分类 液压流体力学 多相流体力学 渗流力学 流体力学 黏性流体力学 非牛顿流体力学 计算流体力学 空气动力学 2、理想流体力学时期 1500年 意大利达·芬奇 一维不可压缩流体的质量守恒方程 1738年 伯努利 定常不可压流伯努利定理 1748年 俄国科学家罗蒙诺索夫 质量守恒定律 1752年 达伯朗 流体连续方程 1775年 欧拉提出了流体运动的描述方法和无黏性流体运动的方程组，并开始研究理想无旋流体的平面和空间流动，为理论流体力学奠定了基础。 1781年 拉格朗日引进流函数概念，并提出了理想无旋流体运动时所应满足的动力学条件（拉格朗日定理）及解决这类流的复位势法，进一步完善了理想流体力学的基本理论。 4 、计算流体力学 理论流体力学、计算流体力学和实验流体力学构成了流体力学的完整体系 1 、流体 定义：在静力平衡时，不能承受剪切力的物质 特点：① 有一定体积和自由面 ② 分子间距较大 流体与固体的区别 ① 固体的变形与受力的大小成正比； ② 任何一个微小的剪切力都能使流体发生连续的变形 气体 液体 本课程主要讨论液体 2 、流体质点和连续介质 流体质点：流体质点宏观尺寸充分小（数学描述）lim ，微观尺寸足够大。 说明： ① 流体质点的体积远远大于流体分子之间的间距，可容纳足够多的流体分子，是流体分子集团，个别分子运动参数的变化不影响这群分子运动参数的平均统计值 ② 流体质点是流体的最小构成单元 ③ 流体质点之间无任何间隙 ④ 流体质点没有固定形状，但有能量 连续介质：流体占据空间所有点或由连续发布质点的组合 说明：① 流体是由无穷多个、无穷小的、紧密毗邻、连绵不断的流体质点组成的绝无间隙的连续介质 ② 连续介质的概念来自数学，实验证明基是正确的 连续介质假设的优点： ① 避免了流体分子运动的复杂性，只需研究流体的宏观运动 ② 可以利用数学工具来研究流体的平衡与运动规律 流体微团：流体中任意小的微元 定义：无内聚力的流体质点构成的连续介质 3、理想流体 系统：流体力学中所称的系统是指含有确定不变物质的任何集合 4、系统与控制体 ① 系统的边界随系统内的质点一起运动，系统内的质点始终包含在分界面内，系统的边界形状及所围成的体积大小可以随时间变化，但系统或分界内的质量保持