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流体力学 流体力学 高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰。 测量和计算表明上部吸力的贡献比下部要大。 19世纪初流体力学环流理论彻底改变了人们的传统观念。 脱体涡量与机翼环量大小相等方向相反 足球运动的香蕉球现象可以帮助理解环流理论： 旋转的足球带动空气形成环流，一侧气流加速，另一侧气流减速，形成压力差，促使足球拐弯，称为马格努斯效应。 机翼的特殊形状使它不用旋转就能产生环流，上部流速加快形成吸力，下部流速减慢形成压力。 NACA2412翼型在7.4度攻角时的压强分布 地球表面水和空气的运动是气象、水文、水利、环保、农业、航空、航海、渔业、国防等部门研究的对象。 航空、航天、造船、机械、动力、冶金、化工、石油、建筑等部门设备中的工作介质都是流体，改进流程，提高效率，需要流体力学知识。 观看录像 流体力学也是众多应用科学和工程技术的基础。由于空气动力学的发展，人类研制出3倍声速的战斗机。 F-15 * * * * * * * * Company LOGO Company LOGO 流 体 力 学 初 识 流体力学的研究内容 流体力学的研究方法 引言 流 体 力 学 初 识 流体力学与工程技术 流体力学与物体的运动 虽然生活在流体环境中，人们对一些流体运动却缺乏认识，比如： 1. 高尔夫球 ：表面光滑还是粗糙？ 2. 汽车阻力： 来自前部还是后部？ 3. 机翼升力 ：来自下部还是上部？ 最早的高尔夫球（皮革已龟裂） 起初，人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此当时用皮革制球。 后来发现表面有很多划痕的旧球反而飞得更远。 这个谜直到20世纪建立流体力学边界层理论后才解开。 光滑的球和非光滑球对比 现在的高尔夫球表面有许多窝，在同样大小和重量下，飞行距离为光滑球的5倍。 汽车阻力 汽车发明于19世纪末。 当时人们认为汽车高速前进时的阻力主要来自车前部对空气的撞击。 因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力系数CD很大，约0.8 实际上，汽车阻力主要取决于后部形成的尾流。 20世纪30年代起，人们开始运用流体力学原理，改进了汽车的尾部形状，出现了甲壳虫型，阻力系数下降至0.6。 50～60年代又改进为船型，阻力系数为0.45。 80年代经风洞实验系统研究后，进一步改进为鱼型，阻力系数为0.3。 后来又出现楔型，阻力系数为0.2。 90年代以后，科研人员研制开发了气动性能更优良的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。 90年代以后，科研人员研制开发了气动性能更优良的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。 目前在汽车外形设计中，流体力学性能研究已占主导地位，合理的外形使汽车具有更好的动力学性能和更低的耗油率。 机翼升力 人们的直观印象是空气从下面冲击着鸟的翅膀，把鸟托在空中。 * * * *