流体力学是连续介质力学的门分支.docVIP

流体力学是连续介质力学的一门分支，是研究流体（包含气体及液体）现象以及相关力学行为的科学。可按研究对象的运动方式分为流体静力学和流体动力学，还可按应用范围分为水力学，空气动力学等等。理论流体力学的基本方程是纳维-斯托克斯方程，简称N-S方程。 纳维-斯托克斯方程由一些微分方程组成，通常只有通过一些边界条件或者通过数值计算的方式才可以求解。它包含速度、压强p、密度ρ、黏度η，和温度T等变量，而这些都是位置(x,y,z) 和时间t的函数。通过质量守恒、能量守恒和动量守恒，以及热力学方程 f(ρ,p,T)和介质的材料性质我们可以确定这些变量。 和连续介质力学的关系 以下是流体力学和连续介质力学的关系 连续介质力学：研究连续介质的物理学 固体力学：研究固体连续介质（不受力时有固定的形状）的物理学 弹性理论：其固体在受到应力作用后，会恢复原来的形状 塑性理论：固体在受到相当大的应力后，产生的永久变形 流变学：研究在外力作用下，物体的变形和流动 流体力学：研究流体连续介质（其形状随容器而变化）的物理学 非牛顿流体 牛顿流体 流体力学的基本假设 流体力学有一些基本假设，基本假设以方程式的形式表示。例如，在三维的不可压缩流体中，质量守恒的假设的方程式如下：在任意闭曲面（例如球体）中，由曲面进入闭曲面内的质量速率，需和由曲面离开闭曲面内的质量速率相等。（换句话说，曲面内的质量为定值，曲面外的质量也是定值）以上方程式可以用曲面上的积分式表示。 流体力学假设所有流体满足以下的假设： 质量守恒 动量守恒 连续体假设 在流体力学中常会假设流体是不可压缩流体，也就是流体的密度为一定值。液体可以算是不可压缩流体，气体则不是。有时也会假设流体的黏度为零，此时流体即为非黏性流体。气体常常可视为非黏性流体。若流体黏度不为零，而且流体被容器包围（如管子），则在边界处流体的速度为零。 流体力学的分支 [编辑] 流体静力学 静态液体的压力分布 容器壁的受力 自由表面的形成 静浮力 浮力定律 浮动物体的稳定性考虑 不可压缩流体内的压力变化 静态可压缩流体的压力随高度之变化 标准的大气 使被局限流体保持静态的表面力效应 静态不可压缩流体之潜浸表面上的液体静态作用力 力作用于平面上的问题 潜浸曲面上之流体静态作用力 [编辑] 流体动力学 流动种类 定常流动 非定常流动 流动形态 层流 紊流 流动稳定性 不可压缩流动 可压缩流动 粘性流动 无粘流动 有势流动 漩涡流动 流线理论 管流 边界层流动 相似性理论 多相流动 [编辑] 流体力学应用领域 造船工程学 航空工程学 热传学 大气科学 河川工程学 应用力学 结构力学 科技名词定义 中文名称：结构力学 英文名称：structural mechanics 定义：研究工程结构在外来因素作用下的强度、刚度和稳定性的学科。 应用学科：水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科） 结构力学(Structural Mechanics)是固体力学的一个分支，它主要研究工程结构受力和传力的规律，以及如何进行结构优化的学科。结构力学研究的内容包括结构的组成规则，结构在各种效应（外力，温度效应，施工误差及支座变形等）作用下的响应，包括内力（轴力，剪力，弯矩，扭矩）的计算，位移（线位移，角位移）计算，以及结构在动力荷载作用下的动力响应（自振周期，振型）的计算等。 结构力学通常有三种分析的方法：能量法，力法，位移法，由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法 ，成为利用计算机进行结构计算的理论基础。 结构力学的任务 　　研究在工程结构（所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统，包括杆、板、壳以及它们的组合体，如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。）在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律；分析不同形式和不同材料的工程结构，为工程设计提供分析方法和计算公式；确定工程结构承受和传递外力的能力；研究和发展新型工程结构。 观察自然界中的天然结构，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系，很多工程结构就是受到天然结构的启发而创制出来的。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要做到用料省、重量轻．减轻重量对某些工程尤为重要，如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。 结构力学的发展简史 　　人类在远古时代就开始制造各种器物，如弓箭、房屋、舟楫以及乐器等，这些都是简单的结构。随着社会的进步，人们对于结构设计的规律以及结构的强度和刚度逐渐有了认识，并且积累了经验，这表现在古代建筑的辉煌成就中，如埃及的金字塔，中国的万里长城、赵州安济桥、北京故宫等等。尽管在这些结构中