大学物理课件第二章.pptVIP

第二章流体力学根底;问题：什么是流体？

答案：具有流动性的物体称为流体

例如，水、空气、水蒸气、地下石油、含泥沙的江水、血液、高温等离子体等等

理论根底：牛顿运动定律、质量守恒定律、热力学定律〔分子运动理论〕、宏观电动力学理论

;研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体与相邻固体界壁之间相互作用规律的学科。;1.流体力学的开展简史〔五个阶段〕

流体〔水〕静力学

理想流体力学

流体动力学

计算流体力学

与其他学科的交叉〔生物流变学〕;一、流体静力学：观察;

二、理想流体力学：理论研究为主

伯努利(Bernoulli，1700-1782)

欧拉(Euler，1707-1783)

拉格朗日〔Lagrange，1736-1813〕

;牛顿(1643-1727)是第一个研究流体力学的人

1687年，《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，但没有建立起流体动理学的理论根底;达朗贝尔为流体力学成为一门学科奠定了根底;瑞士的欧拉在其名著《流体运动的一般原理》中，提出理想流体概念

把牛顿第二定律应用到无黏性流体微团，建立了理想流体根本微分方程--欧拉方程和连续方程

同时提出了速度势的概念;瑞士数学家丹尼尔-伯努利在其名著《流体动力学》中

用能量守恒定律解决了流体的流动问题〔以供水管道中流动的水为研究对象〕，得到了描述流体定常运动下的流速、压力、管道高程之间关系的伯努利方程〔流体动力学的根本方程〕;?欧拉方程和伯努利方程的建立，是流体动力学作为一个分支学科建立的标志，从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。

此后，法国的拉格朗日和德国的赫姆霍兹分别进行了流体的无旋和涡旋运动研究。

但是，在以上研究中，流体的黏性并不起重要作用，即只考虑的是无黏〔非黏性〕流体，以致无法说明黏性流体中的各种效应。;三、流体动力学：理论与实验结合;1904-1921年，普朗特学派逐渐简化了N-S方程，建立了边界层理论，能实际计算简单情形下，边界层内流动状态和流体同固体间的黏性力。;;钱学森〔1911-2009〕，男，浙江省杭州市人。享誉海内外的杰出科学家和中国航天事业的奠基人，中国两弹一星功勋奖章获得者之一；曾任美国麻省理工学院教授、加州理工学院教授；被誉为“中国航天之父”、“中国导弹之父”、“火箭之王”、“中国自动化控制之父”。

代表作：工程控制论、物理力学讲义、星际航行概论、论系统工程;详细年表〔局部〕

1935年留学美国，入麻省理工学院航空系学习

1936年获麻省理工学院航空工程硕士学位，后转入加州理工学院航空系学习，师从冯·卡门教授

1939年获美国加州理工学院航空、数学博士学位

1943年任加州理工学院助理教授

1945年任加州理工学院副教授

1947年任麻省理工学院教授

1949年任加州理工学院喷气推进中心主任、教授

1954年《工程控制论》英文版出版，后有俄、德、中文版问世

1955年回国

;一九五六年，参与筹备组建中国导弹航空科学研究领导机构航空工业委员会，受命负责组建中国第一个火箭、导弹研究机构——国防部第五研究院，并兼任院长。

一九五六年，设立空气动力研究室，组建了中国第一个空气动力学专业研究机构。

一九六○年二月，指导设计的中国第一枚液体探空火箭发射成功。

一九六○年十一月，协助聂荣臻成功组织了中国第一枚近程地地导弹发射试验。

一九六四年六月，作为发射场最高技术负责人，同现场总指挥张爱萍一起组织指挥了中国第一枚改进后的中近程地地导弹飞行试验。

一九六六年十月，作为技术总负责人，协助聂荣臻组织实施了中国首次导弹与原子弹“两弹结合”试验。

一九七○年四月，牵头组织实施了中国第一颗人造地球卫星发射任务。

一九七一年三月，组织完成“实践一号”卫星发射试验，首次获得中国空间环境探测数据，为中国研制应用卫星、通信卫星积累了经验。

一九七二年至一九七六年，领导设计制造了中国第一艘核动力潜艇，

一九七二年至一九七六年，指挥成功发射了中国第一颗返回式卫星。

一九八○年五月、一九八二年十月、一九八四年四月，参与组织领导了中国洲际导弹第一次全程飞行、潜艇水下发射导弹和地球静止轨道试验通信卫星发射任务。;主要科学奉献

应用力学：在应用力学的空气动力学方面和固体力学方面都做过开拓性的工作；与冯·卡门合作进行的可压缩边界层的研究，揭示了这一领域的一些温度变化情况，创立了卡门—钱学森方法；与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。;喷气推进〔火箭〕与航天技术：在40年代提出并实现了火箭助推起飞装置(JATO)，使飞机跑道距离缩短；在1949年提出