s第一章 绪论.ppt

环境流体力学 主讲：邵瑞华 全书分上、下两册。上册共八章，内容包括绪论，流体静力学，流体运动学，理想流体动力学和平面势流，实际流体动力学基础，量纲分析和相似原理，流动阻力和能量损失，边界层理论基础和绕流运动。下册共六章，内容包括有压管流，明渠流，孔口、管嘴、闸孔出流及堰流，渗流，射流和流体扩散理论基础，可压缩流体的流动。??? 本书可作为高等学校工科本科环境工程、给水排水工程、建筑环境与设备工程等专业流体力学课程或工程流体力学课程的教材，也可作为其他专业及有关工程技术人员参考。? 参考资料 水力学（上、下册） 吴持恭 主编，高等教育出版社; 工程流体力学 赵孝保 主编，东南大学出版社。 工程流体力学是一门重要的专业基础课程，该课程的目的是为了学习专业课以及从事技术工作提供必要的基础理论和实践技能． 流体力学的应用 ??? ??? 1. 广泛用于土木工程的各个领域，如建筑工程和土建工程中的应用。如基坑排水、路基排水、地下水渗透、地基坑渗稳定处理、围堰修建、海洋平台在水中的浮性和抵抗外界扰动的稳定性等。 ??? 2.在市政工程中的应用。如桥涵孔径设计、给水排水、管网计算、 泵站和水塔的设计、隧洞通风等，特别是给水排水工程中，无论取水、水处理、输配水都是在水流动过程中实现的。流体力学理论是给水排水系统设计和运行控制的理论基础。 ??? 3.城市防洪工程中的应用。如堤、坝的作用力与渗流问题、防洪闸坝的过流能力等。 ??? 4.在建筑环境与设备工程中的应用。如供热、通风与空调设计，以及设备的选用等。 流体力学课程的性质与目的 ? 其他： a.素质教育——“力学文化”、“水文化”。 ????? b.注册环保工程师考试——基础考试题量、分数分配表 上午段：合计120题，每题1分。 高等数学 24题 流体力学 12题 普通物理 12题 计算机应用技术 10题 普通化学 12题 电工电子技术 12题 理论力学 13题 工程经济 10题  材料力学 15题 　 　 下午段：合计60题，每题2分。 工程流体力学与流体机械10题  环境工程微生物学 6题 环境监测与分析 8题  环境评价与环境规划 8题 污染防治技术 22题  职业法规 6题 ??? 统计结果： 流体力学占基础课考分的13.3%。 c.研究生入学考试:工程流体力学（水力学）往往成为研究生入学考试中的专业基础课之一。 本章主要阐述了流体力学的概念与发展简史；流体力学的概述与应用；流体力学课程的性质、目的、基本要求；流体力学的研究方法及流体的主要物理性质。流体的连续介质模型是流体力学的基础，在此假设的基础上引出了理想流体与实际流体、可压缩流体与不可压缩流体、牛顿流体与非牛顿流体概念。 ? §1–1 流体力学的概念与发展简史 一、流体力学概念??? 流体力学是力学的一个独立分支，是一门研究流体的平衡和流体机械运动规律及其实际应用的技术科学。 流体力学所研究的基本规律，有两大组成部分。一是关于流体平衡的规律，它研究流体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于流体上的各种力之间的关系，这一部分称为流体静力学；二是关于流体运动的规律，它研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等，这一部分称为流体动力学。 流体力学在研究流体平衡和机械运动规律时，要应用物理学及理论力学中有关物理平衡及运动规律的原理，如力系平衡定理、动量定理、动能定理等等。因为流体在平衡或运动状态下，也同样遵循这些普遍的原理。所以物理学和理论力学的知识是学习流体力学课程必要的基础。 目前，根据流体力学在各个工程领域的应用，流体力学可分为以下三类：????? 水利类流体力学：面向水工、水动、海洋等；????? 机械类流体力学：面向机械、冶金、化工、水机等；?? 土木类流体力学：面向市政、工民建、道桥、城市防洪等。 二、 流体力学的发展历史 ??? 流体力学的萌芽，是自距今约2200年以前，西西里岛的希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文开始的。他对静止时的液体力学性质作了第一次科学总结。 ??? 流体力学的主要发展是从牛顿时代开始的，1687年牛顿在名著《自然哲学的数学原理》中讨论了流体的阻力、波浪运动等内容，使流体力学开始成为力学中的一个独立分支。此后，流体力学的发展主要经历了三个阶段： 第一阶段：伯努利所提出的液体运动的能量估计及欧拉所提出