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第一篇 流体力学基础 第一章 概述 一、流体力学研究对象 1、流体 二、流体力学发展概况 二、流体力学发展概况 二、流体力学发展概况 二、流体力学发展概况 二、流体力学发展概况 二、流体力学发展概况 三、流体力学应用领域及研究方法 现代流体力学研究方法： 理论分析计算和实验研究结果并重。 四、流体及其物理性质 惯性 流动性 压缩性与膨胀性 黏性 表面张力 1、流体的特性 2、连续性假设 3、惯性 4、 压缩性和膨胀性 灾害预报与控制；太平洋暴云 发展更快更安全更舒适的交通工具； 各种工业装置的优化设计，降低能耗，减少污染等等。 流体力学需要与其他学科交叉，如工程学，地学，天文学，物理学，材料科学，生命科学等，在学科交叉中开拓新领域，建立新理论，创造新方法。 星云 流体力学需要与其他学科交叉，如工程学，地学，天文学，物理学，材料科学，生命科学等，在学科交叉中开拓新领域，建立新理论，创造新方法。 毛细血管流动 流体力学需要与其他学科交叉，如工程学，地学，天文学，物理学，材料科学，生命科学等，在学科交叉中开拓新领域，建立新理论，创造新方法。 工程学、材料学、气象学 矿井通风、排水、水力采煤、水力运输、水力填充、重力选煤、采煤机、支护设备和装载机设备的液压系统，都以流体力学理论为其重要的理论基础。 四、流体及其物理性质 流动性 有 没有 没有 气体 有 没有 有 液体 没有 有 有 固体 流动性 一定形状 一定体积 特性 状态 四、流体及其物理性质 假设流体是由大量质点组成的彼此间没有空隙，完全充满所占空间的连续介质。 连续性假设的目的是为了摆脱复杂的分子运动，而从宏观的角度来研究流体的流动规律，这时，流体的物理性质及运动参数在空间作连续分布，从而可用连续函数的数学工具加以描述。 四、流体及其物理性质 1）密度 2）重度 主要取决于物体的质量 * * 流体机械 流体力学研究对象 流体力学发展 流体力学应用领域及研究方法 流体及其物理性质 气体 液体 2、力学 研究对象：绝对刚体 受力后产生微小变形的固体 受力后产生较大变形的流体 理论力学 固体力学 流体力学 （水力学） 第一时期： 17世纪以前 第二时期： 17世纪——20世纪初叶 第三时期： 20世纪以后 古典流体力学 运用实验手段 第一时期： 17世纪以前 公元前250年—— 阿基米德——《论浮体》 流体力学第一部著作 第二章 流体静力学 古希腊数学家、力学家，静力学和流体静力学的奠基人 大禹治水 4000多年前的大禹治水，说明我国古代已有大规模的治河工程。 (公元前256~210年) 秦代，在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程，说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。 龙首渠（公元前156-前87） 西汉武帝时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建了龙首渠，创造性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效地防止了黄土的塌方。 第二时期： 17世纪——20世纪初叶 1738—— 伯努利 伯努利方程 古典流体力学成为一门独立学科 第三章 流体动力学 流体动力学基本公式 瑞士科学家，曾在俄国彼得堡科学院任教，他在流体力学、气体动力学、微分方程和概率论等方面都有重大贡献，是理论流体力学的创始人。 第二时期： 17世纪——20世纪初叶 1755—— 欧拉 理想流体平衡微分方程 流体静力学 理想流体运动微分方程 流体动力学 瑞士数学家、力学家、天文学家、物理学家，变分法的奠基人，复变函数论的先驱者，理论流体力学的创始人。 运用实验手段模拟并解决实际工程问题，其代表人物多为杰出的工程师，如毕托、谢才、文德里、达西等。但由于理论指导不足，仅靠实验，难以解决复杂、系统的工程问题。 层流、紊流 第六章 黏性流体的一维定常流动 雷诺应力 英国力学家、物理学家和工程师。杰出的实验科学家。 1883—— 雷诺 第三时期： 20世纪以后 二、流体力学发展概况 1904——普朗特 边界层理论 德国力学家。现代流体力学的创始人之一。边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、紊流理论等方面都作出了重要的贡献，被称作空气动力学之父。 航天 石油 采矿 化学 工业 冶金 工业 机械 工业 核能 水力 水资源 利用 电力 造船 流体 力学 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。 航空航天航海 幻影2000 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。 使重量超过3百吨，面积达半个足球场的大