流体的主要物理力学性质.ppt

工程流体力学 过程装备与控制工程教研室 李洪亮 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？ 你想知道同一容器上同高同径孔口和管嘴泄流谁的流速大、谁的流量大吗？ ……… 《工程流体力学》是热能与动力工程等专业的一门重要的专业基础课，它为学好专业课和今后从事专业技术工作以及科学研究工作打下必要的流体力学基础。 课程安排 计划学时：64 周学时：4 课程性质：必修 考试（考查）方式：考试 使用教材： 孔珑主编《流体力学》，高等教育出版社 参考教材： 黄卫星主编《工程流体力学》，化学工业出版社 陈卓如主编《工程流体力学》，高等教育出版社 张也影主编《流体力学》，高等教育出版社 吴望一主编《流体力学》，北京大学出版社 本课程的内容 第1章 绪论 第2章 流体静力学 第3章 流体运动学和动力学基础 第4章 相似原理和量纲分析 第5章 管流损失和水力计算 第6章 气体的一维定常流动 第7章 理想流体多维流动基础 第8章 粘性流体多维流动基础 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。 高尔夫球表面的小凹坑可以减少空气的阻力，增加球的升力。 通常说来，尾流范围越小，球体后方的压力就越大，空气对球的阻力就越小。 高尔夫球的自旋大约提供了一半的升力，另外一半则是来自小凹坑 。 汽车阻力来自前部还是后部？ 汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞击，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，约为0.8。 汽车阻力来自前部还是后部？ 实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力。 汽车阻力来自前部还是后部？ 20世纪30年代起，人们开始运用流体力学原理改进汽车尾部形状，出现甲壳虫型，阻力系数降至0.6。 汽车阻力来自前部还是后部？ 20世纪50－60年代改进为船型，阻力系数为0.45。 汽车阻力来自前部还是后部？ 80年代经过风洞实验系统研究后，又改进为鱼型，阻力系数为0.3。 汽车阻力来自前部还是后部？ 以后进一步改进为楔型，阻力系数为0.2。 汽车阻力来自前部还是后部？ 90年代后，科研人员研制开发的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。 汽车阻力来自前部还是后部？ 经过近80年的研究改进，汽车阻力系数从0.8降至0.137，阻力减小为原来的1/5 。 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。 机翼升力来至下部还是上部？ 第 1 章 绪 论 本章内容 1.1 流体力学发展史简述 1.2 流体力学的研究内容、研究方法和应用 1.3 流体的定义和特征 连续介质模型 1.4 作用在流体上的力 1.5 流体的主要物理性质 1.1 流体力学发展史简述 流体力学在中国 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。 流体力学在中国 水利风力机械 在古代，以水为动力的简单机械也有了长足的发展，例如用水轮提水，或通过简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时（公元37年）曾创造水排（水力鼓风机），利用水力，通过传动机械，使皮制鼓风囊连续开合，将空气送入冶金炉，较西欧约早了一千一百年。 流体力学在中国 真州船闸 北宋（960 - 1126）时期，在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比，约早三百多年。 潘季顺 明朝的水利家潘季顺（1521 - 1595）提出了“筑堤防溢，建坝减水，以堤束水，以水攻沙”和“借清刷黄”的治黄原则，并著有《两河管见》、《两河经略》和《河防一揽》。 流量 清朝雍正年间，何梦瑶在《算迪》一书中提出流量等于过水断面面积乘以断面平均流速的计算方法。 流体力学在中国 李冰（公元前302-235） 流体力学在中国 钱学森 浙江省杭州市人， 他在火箭、导弹、航天器的总体、动力、制导、气动力、结构、材料、计算机、质量控制和科技管理等领域的丰富知识，为中国火箭导弹和航天事业的创建与发展作出了杰出的贡献。 流体力学在中国 周培源（1902－1993） 1902年8月28日出生，江苏宜兴人。理论学家、流体力学家，主要从事物理学