西南交通大学本科生流体力学课件完整版.ppt

第1章 绪论 第1章 绪论 本章重点掌握 1.流体的含义 2.流体与固体的主要区别 3.流体的主要物理性质（密度、重度、黏度） 4.作用在流体上的力（表面力、质量力） §1.1 概述 课程性质 工程流体力学是土建类专业的一门重要技术基础课 基础课→技术基础课→专业课 §1.1 概述 §1.1 概述 研究内容 1.流体平衡的规律(教材第二章） 2.流体机械运动的规律（教材第三、四、五章） 3.基本工程应用（第六、七、八、九章） 基本假说 连续介质假说（必要性、可行性） 第1章 绪论 工程应用 交通土建工程 市政及建筑工程 输运工程（输油、输气、真空管道运输） 环境工程 消防工程 水利水电工程 机械工程 … … … §1.1 概述 研究方法 1.理论分析方法 2.实验分析方法 3.数值模拟方法 §1.2 流体的主要物理性质 密度、重度 黏度 定义：在运动状态下，流体具有抵抗剪切变形速率的能力的量度。 牛顿平板实验 §1.2 流体的主要物理性质 牛顿内摩擦定律 引入比例系数μ ，得 du/dy的含义 数学含义：垂直于流动方向的流速梯度。 §1.2 流体的主要物理性质 物理含义：运动流体的剪切变形速率。 §1.2 流体的主要物理性质 μ、ν=μ/ρ—黏度系数 ★注意：液体和气体的黏度随温度变化规律不同。 §1.2 流体的主要物理性质 牛顿流体与非牛顿流体 实际流体（μ≠0）与理想流体（μ=0） §1.2 流体的主要物理性质 压缩性和膨胀性 压缩性：在温度不变条件下，流体体积随压强增加而减小的性质。 体积压缩系数 体积弹性模量 膨胀性：在压强不变条件下，流体体积随温度增加而增加的性质。 体积膨胀系数 α=(dv/v)/dT §1.3 作用在流体上的力 §1-3作用在流体上的力 表面力 §1.3 作用在流体上的力 质量力 例题 [例] 如图所示，若作用在流体上的质量力只有重力，试求相应的单位质量力。 [解]质量力在各坐标轴上的分力为 单位质量力在各坐标轴上的分量为 交通土建工程应用 交通土建工程应用 交通土建工程应用 交通土建工程应用 交通土建工程应用 市政及建筑工程应用 市政及建筑工程应用 市政及建筑工程应用 市政及建筑工程应用 市政及建筑工程应用 市政及建筑工程应用 市政及建筑工程应用 市政及建筑工程应用 输运工程应用 输运工程应用 消防工程应用 水利水电工程应用 水利水电工程应用 水利水电工程应用 水利水电工程应用 水利水电工程应用 水利水电工程应用 工程流体力学课件 西南交通大学国家工科力学基础课教学基地 工 程 流 体 力 学 教 研 室 工程流体力学课件 ?你想知道高尔夫球飞得远应表面光滑还是粗糙吗？ ?你想知道汽车阻力来至前部还是尾部吗？ ?你想知道机翼升力来至下部还是上部吗？ ?你想知道……… ———请学习工程流体力学 目录 第1章 绪论 第2章 流体静力学 第3章 流体动力学理论基础 第4章 量纲分析与相似原理 第5章 流动阻力与水头损失 第6章 孔口、管嘴及有压管流 第7章 明渠恒定流动 第8章 堰流 第9章 渗流 教材及教学参考书 禹华谦主编，工程流体力学，第1版，高等教育出版社，2004 禹华谦主编，工程流体力学（水力学），第2版，西南交通大学出版社，2007 黄儒钦主编，水力学教程，第3版，西南交通大学出版社，2006 刘鹤年主编，流体力学，第1版，中国建筑工业出版社，2001 李玉柱主编，流体力学，第1版，高等教育出版社，1998 禹华谦主编，水力学学习指导，西南交通大学出版社，1998 禹华谦编著，工程流体力学新型习题集，天津大学出版社，2006 讲次 第1讲 第2讲 第3讲 第4讲 第5讲 第6讲 第7讲 第8讲 第9讲 第10讲 第11讲 第12讲 第13讲 第14讲 第15讲 第16讲 第17讲 高尔夫球表面为什么有很多小凹坑？ 最早的高尔夫球 现在的高尔夫球 高尔夫球表面为什么有很多小凹坑？ 高尔夫球表面之所以设计有许多小凹坑，其目的是让高尔夫球飞得更远。统计发现，一颗表面平滑的高尔夫球，经职业选手击出后，飞行距离大约只是表面有凹坑的高尔夫球的一半。为了找出最佳发射条件，高尔夫产业的工程师和科学家对球杆和球之间的撞击进行了深入的研究。撞击通常只维持1/2000秒，它决定了球的速度、发射角以及球体的自旋速度。接着，球的飞行轨迹会受到重力以及空气动力学的影响。因此，空气动力学的最佳化设计便成为让高尔夫球飞得远的关键