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工程流体力学工程流体力学 （水力学）（水力学） 黄社华 武汉大学 2014.2 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University p1 第一章第一章 概述和流体的物理性质概述和流体的物理性质 流体流体 （（气体和液体气体和液体 ））区别于固体的主要物理区别于固体的主要物理 特性是易于流动。 运动流体具有抵抗剪切变形的能力，这种抵 抗体现在限制剪切变形的速率而不是大小上抗体现在限制剪切变形的速率而不是大小上，， 这就是粘滞性这就是粘滞性。。 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University p2 流体能承受压力流体能承受压力，，抵抗压缩变形抵抗压缩变形。。 流体不能承受集中力流体不能承受集中力，，只能承受分布力只能承受分布力。。 一般情况下流体可看成是连续介质。 流体的上述物理力学特性使流体力学（水力 学学 ））成为宏观力学的一个独特分支成为宏观力学的一个独特分支。。 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University p3 §§1－1 课程概述课程概述 • 工程流体力学的学科性质 研究对象 力学问题载体 流体力学 流体流体 力学力学 强调水是主要研究对象 宏观力学分支 偏重于工程应用，水利 宏观力学分支 工程、流体动力工程专 水力学 遵循三大守恒原 业常用业常用 理 水水 力学力学 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University p4 • 工程流体力学（水力学）的主要研究内容 11. 流体在外力作用下流体在外力作用下，静止静止 （（相对平衡相对平衡））与运动的规律与运动的规律；； 2. 流体与边界的相互作用。 固定边界固定边界：水工建筑物水工建筑物、河床河床、海洋平台等海洋平台等 运动边界：流体机械、飞机、船只等 • 流体静力学：研究流体处于静止（或相对平衡）状态时， 作用于流体上的各种力之间的关系； • 流体动力学：研究流体处于运动状态时，作用在流体上 的力与各运动要素之间的相互关系，以及运动特性与能 量转换的关系等量转换的关系等。 • 运动要素：描述流体运动状态的特性量，如速度、加速度、压强、 温度以及其它物理量如密度温度以及其它物理量如密度、、粘性等粘性等。。 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University p5 • 与流体力学相关的工程领域和学科与流体力学相关的工程领域和学科 空气和水是地球上广泛存在的物质，所以与流体运动关联的力空气和水是地球上广泛存在的物质，所以与流体运动关联的力 学问题是很普遍的。流体力学在许多工程领域有着广泛的应用，学问题是很普遍的。流体力学在许多工程领域有着广泛的应用， 对水利水对水利水对水利水对水利水电、电、流体动力流体动力流体动力流体动力工工程专程专程专程专业业来讲来讲来讲来讲，，其其其其重重要性不言而喻要性不言而喻要性不言而喻要性不言而喻。。