流体力学绪论讲稿.pptxVIP

工程流体力学 Mechanics of Engineering Fluid;自我介绍;主要参考书;主要学习内容;第一章 绪论 ;第一节 课程概述;课程的性质和目的;学习流体力学课程的目的： 通过各教学环节，使学生掌握流体运动的基本概念，基本理论，基本计算方法与实验技能； 培养分析问题的能力和创新能力，为学习专业课程或其它专业基础课程，并为将来在相关领域从事专业技术工作打下基础。 流体力学已成为国际认可的注册结构工程师资质必考科目之一，也是许多专业的研究生入学考试科目之一。因而本课程也为帮助本专业学生成才打好基础。;流体力学的概念与发展简史 ;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。所以高等数学、物理学和理论力学等的知识是学习流体力学课程必要的基础。??? 流体力学的分类 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。;流体力学的发展历史 ;1. 伯努力所提出的液体运动的能量估计及欧拉所提出的液体运动的解析方法，为研究液体运动的规律奠定了理论基础，从而在此基础上形成了一门属于数学的古典“水动力学”（或古典“流体力学”）。 2. 在古典“水动力学”的基础上纳维和斯托克思提出了著名的实际粘性流体的基本运动方程——N-S方程。 从而为流体力学的长远发展奠定了理论基础。但由于其所用数学的复杂性和理想流体模型的局限性，不能满意地解决工程问题，故形成了以实验方法来制定经验公式的“实验流体力学”。但由于有些经验公式缺乏理论基础，使其应用范围狭窄，且无法继续发展。 3. 从19世纪末起，人们将理论分析方法和实验分析方法相结合，以解决实际问题，同时古典流体力学和实验流体力学的内容也不断更新变化，如提出了相似理论和量纲分析，边界层理论和紊流理论等，在此基础上，最终形成了理论与实践并重的研究实际流体模型的现代流体力学。在20世纪60年代以后，由于计算机的发展与普及，流体力学的应用更是日益广泛。 ;主要的流体力学事件有:; 丹·伯努利 ??? 丹·伯努利（Daniel Bernoull，1700—1782）：瑞士科学家，曾在俄国彼得堡科学院任教，他在流体力学、气体动力学、微分方程和概率论等方面都有重大贡献，是理论流体力学的创始人。 伯努利以《流体动力学》（1738）一书著称于世，书中提出流体力学的一个定理，反映了理想流体（不可压缩、不计粘性的流体）中能量守恒定律。这个定理和相应的公式称为伯努利定理和伯努利公式。 他的固体力学论著也很多。他对好友欧拉提出建议，使欧拉解出弹性压杆失稳后的形状，即获得弹性曲线的精确结果。1733—1734年他和欧拉在研究上端悬挂重链的振动问题中用了贝塞尔函数，并在由若干个重质点串联成离散模型的相应振动问题中引用了拉格尔多项式。他在1735年得出悬臂梁振动方程；1742年提出弹性振动中的叠加原理，并用具体的振动试验进行验证；他还考虑过不对称浮体在液面上的晃动方程等。 ;欧拉 ??L 欧拉（Leonhard Euler ，1707—1783）：瑞士数学家、力学家、天文学家、物理学家，变分法的奠基人，复变函数论的先驱者，理论流体力学的创始人。 ??? 欧拉曾任彼得堡科学院教授，柏林科学院的创始人之一。他是刚体力学和流体力学的奠基者，弹性系统稳定性理论的开创人。他认为质点动力学微分方程可以应用于液体（1750）。他曾用两种方法来描述流体的运动，即分别根据空间固定点（1755）和根据确定的流体质点（1759）描述流体速度场。前者称为欧拉法，后者称为拉格朗日法。欧拉奠定了理想流体的理论基础，给出了反映质量守恒的连续方程（1752）和反映动量变化规律的流体动力学方程（1755）。 ??? 欧拉在固体力学方面的著述也很多，诸如弹性压杆失稳后的形状，上端悬挂重链的振动问题，等等。 ??? 欧拉的专著和论文多达800多种。 ;4000多年前的 “大禹治水”的故事——顺水之性，治水须引导和疏通。 秦朝在公元前256—公元前210年修建了我国历史上的三大水利工程（都江堰、郑国渠、灵渠）——明渠水流、堰流。 古代的计时工具“铜壶滴漏”——孔口出流。 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。 隋朝（公元587—610年）完成的南北大运河。 隋朝工匠李春在冀中洨河修建（公元605—617年）的赵州石拱桥——拱背