(1.2.1)--1.2流体力学的研究方法和工程应用.pdf

流体力学

流体力学的

研究方法

理论分析（理论流体力学）

根据实际问题建立理论模型，进行严密的数学推

导和求解。涉及：

微分速度保角变

体积法势法换法

实验研究（实验流体力学）

根据实际问题利用相似原理建立实验模型，

选择流动介质和设备，通过实验测定相关物理量。

设备包括：风洞水槽水洞

测试

激波管

管系等

同济大学汽车风洞

2009年9月，作为国内首个整车风洞，“上海地面

交通工具风洞中心”在同济大学嘉定校区落成启用，

总投资4.9亿元人民币，包括汽车气动声学整车风洞和

热环境整车风洞。

同济大学汽车风洞

“空气动力与噪声风洞”，主要服务于汽车的造型设

计。什么样的外形最省油、最安全、最美观？答案就在一

轮轮风洞试验得到的第一手数据中。

“热环境风洞”，可以完整、逼真模拟各种气候条件

和汽车行驶工况。

数值计算（计算流体力学，CFD）

先根据实际问题抽象出物理模型，建立合理的

数学模型，然后选择合适的数值计算方法。

包括：有限差有限特征边界

分法元法线法元法

利用商业软件或者自编程序计算，得出结

果，并用实验方法加以验证。

流体力学的

工程应用

流体力学学科划分

力学（一级学科）流体力学（二级学科）

流体力学涉及到航空科学与宇航技术、动力工程及工

程热物理、水利工程、交通运输工程、船舶与海洋工程、

兵器科学与技术、核科学与技术、气象环境、建筑和生命

科学等学科的相关研究方向。

流体力学学科划分

目前流体力学和其它学科派生出诸多交叉学科：电磁

流体动力学、环境流体力学、生物流体力学、化学流体力

学、高温气体动力学等。

是一门兼具理论研究和技术应用特点的基础学科。

1航空、航天、航海

中国歼-10B

中国“辽宁”号航空母舰美国航天飞机

2能源动力工程

航空涡扇发动机汽车直列四缸发动机

航空涡喷发动机风力机

2能源动力工程

水电站发电原理核电站示意水轮机

3交通运输

高速列车低阻头型

列车风洞实验汽车风洞实验

4建筑、气象

高楼风洞测试

大桥风致振动气象云图——台风

5环境控制

风沙治理“风道”治霾

6学科交叉应用

机器鱼（北航）血流CFD