流体力学 第1讲 绪论.pptVIP

流体的膨胀性：压强一定时，流体温度变化体积改变的性质。 膨胀系数 通常液体的膨胀系数很小，气体的膨胀系数很大。 可压缩流体和不可压缩流体 气体和液体都是可压缩的，通常将气体视为可压缩流体，液体视为不可压缩流体。 水下爆炸：水也要视为可压缩流体；当气体流速比较低时也可以视为不可压缩流体。 在一般情况下，液体的可压缩性可以忽略，建立不可压缩流体模型（?=常数）。 下列情况中哪些是不可压缩流体模型： 原油在输油管道中的流动； 压缩空气的低速流动； 锅炉里的水蒸气流动。 锅炉中温度变化大，水蒸气的密度变化大，要考虑其可压缩性。 压缩空气是指处于高于大气压的环境中的空气，但如果流动较慢，压强变化较小，仍可按不可压缩模型处理。 * * * 流体力学在工程中的应用 排水量达50万吨以上的超大型运输船 * 流体力学在工程中的应用 航速达30节，深潜达数百米的核动力潜艇 * 流体力学在工程中的应用 时速达200公里的新型地效艇等，它们的设计都建立在水动力学，船舶流体力学的基础之上。 * 流体力学在工程中的应用 大型水利枢纽工程，超高层建筑，大跨度桥梁等的设计和建造离不开水力学和风工程。（不同城市高层建筑的不同） * 流体力学在工程中的应用 大型水利枢纽工程，超高层建筑，大跨度桥梁等的设计和建造离不开水力学和风工程。 * 流体力学在工程中的应用 大型水利枢纽工程，超高层建筑，大跨度桥梁等的设计和建造离不开水力学和风工程。 * 流体力学在工程中的应用 21世纪人类面临许多重大问题的解决，需要流体力学的进一步发展，它们涉及人类的生存和生活质量的提高。 全球气象预报 （卫星云图） * 流体力学在工程中的应用 环境与生态控制 * 流体力学在工程中的应用 灾害预报与控制 龙卷风 太平洋暴云 * 流体力学在工程中的应用 火山与地震预报 * 流体力学在工程中的应用 发展更快更安全更舒适的交通工具 * 流体力学在工程中的应用 各种工业装置的优化设计，降低能耗，减少污染等等。 * 流体力学在工程中的应用 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 * 流体力学在工程中的应用 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 * 流体力学在工程中的应用 生物仿生学 信天翁滑翔 * 流体力学在工程中的应用 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 交通土建工程 市政、建筑工程 环境、消防工程 机械工程 发动机四冲程 水利水电工程 管道输运工程 学科研究对象 固体（如土建结构——固体力学） 具有固定的形状，可承受拉、压、弯、剪、扭 自然界的物质 流体（如液体、气体——流体力学） 易流动，随容器而方圆，主要承受压力 气 体 容易压缩 不能形成自由表面 液 体 难以压缩 可以形成自由表面 流 体 流 体 *  1.3 流体的定义和连续介质的概念 流体质点（假设概念）：使流体具有宏观物理特性所允许的最小体积，视为宏观流体的最小单元. 特点：微观上充分大，宏观上充分小；具有一定的宏观物理量（密度、速度、温度）；形状可以任意划定; 流体质点无线尺度； 连续介质模型假设：流体是由连续分布的流体质点组成的介质。 l .可运用连续函数论数学工具描述和分析流体运动。 2 .连续介质和流体质点假设是对实际流体的数学抽象，就像几何学对自然物图形的抽象一样 3 .只有在稀薄气体和激波层内等少数情况下，连续介质假设才不适用。 * 公路施工组织调查 可行性 流体分子之间的距离远小于工程中研究的时、空尺度 流体的连续介质模型 必要性 可利用高等数学作为研究工具 §1-3 流体的主要物理性质 公路施工组织调查 惯 性 流体的主要 物理性质 压 缩 性 粘 性 流体的主要 物理性质 §1-3 流体的主要物理性质 惯性 质量是惯性大小的度量 密度 重度 相对密度 s：某物质的密度ρ1与另一参考物质的密度ρ0之比。 比体积 v：密度的倒数，即单位质量的流体所占的体积。 混合气体的密度 α为各组分气体的体积分数 * 流体的压缩性：流体在其所受压强增大时体积缩小的性质。 压缩率(压缩性系数)：温度保持不变，单位压强升高所引起的体积相对减小值。其值越大，流体越容易压缩，反之，不容易压缩