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流体力学结课报告

流体力学结课报告

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流体力学结课报告

摘要：

流体力学主要研究在各种力的作用下，流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流

体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。

流体力学发展简史

人类同洪水斗争的历史，可以追溯到遥远的上古时期。在中国古代的典籍

中，就有相传4000多年以前大禹治水，“疏壅导滞”使滔滔洪水各归于河的记载。

先秦时期（公元256～公元251）在四川岷江中游建都江堰，从此成都平原“水

旱从人，不知饥馑，时无荒年”。隋朝自文帝始，历二世（公元584～610），修

浚并贯通南北大运河，“自是天下利于转输”，“运漕商旅，往来不绝”。又如隋大

业年间（公元605～公元617），工匠李春在交河上建赵州桥，这座石拱桥的跨径

37.4米，拱背上还有4个小拱，既减轻了主拱的负载，又可泄洪，迄今为止1380

年依然完好。历史上，这些伟大的工程，皆因“顺应水性”，，才能跨江河逾千年

而不毁。

对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是古希腊的阿基米德，他建立了

包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定了流体静力学的基

础。此后千余年间，流体力学没有重大发展。

直到15世纪，意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟

的飞翔原理等问题；17世纪，帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。但流体力

学尤其是流体动力学作为一门严密的科学，却是随着经典力学建立了速度、加速

度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形

成的。

流体力学成为一门独立的科学，是在16世纪欧洲文艺复兴以后至18世纪

中叶。这个时期，作为近代自然科学基础的经典力学已相当成熟，为流体力学的

建立，奠定了理论基础。资本主义工商业的崛起，航海、造船、水利以及城市建

设等新兴产业的要求，是流体力学建立和发展的推动力。20世纪以来，随着航

空技术的发展，以及大型水利工程、环境工程的需要，流体力学得到了空前的发

展。近年来，由于科学技术的飞速进步，流体力学与其他学科相互渗透，形成了

一系列边缘学科，如电磁流体力学、化学流体力学、生物流体力学、高温气体力

学、爆炸力学等等。当人类迈入21世纪，展望未来，流体力学这一古老学科将

更加充满活力，欣欣向荣！

流体力学与土木工程

流体力学广泛应用于土木工程的各个领域。例如，在建筑工程和桥梁工程

中，研究解决风对高耸建筑物的荷载作用和风振问题，要以流体力学为理论基础；

进行基坑排水、地基抗渗稳定处理、桥渡设计都有赖于水力分析和计算；从事给

水排水系统的设计和运行控制，以及供热、通风与空调设计和设备选用，更是离

不开流体力学。可以说，流体力学已成为土木工程各领域共同的专业理论基础。

流体力学不仅用于解决单项土木工程的水和气的问题，更能帮助工程技术

人员进一步认识土木工程与大气和水环境的关系。大气和水环境对建筑物和构筑

物的作用是长期的、多方面的，其中台风、洪水通过直接摧毁房屋、桥梁、堤坝，

造成巨大的自然灾