流体力学完整版全套课件.ppt

流体力学

第一讲绪论提问:问题1:日常生活中，当我们开自来水时，自来水管为什么会啸叫？冲水马桶的工作原理?问题2:给你一根很细小的吸管，你能把水吸多高？你为什么只能吸10.03米高的水柱？用什么方法可以让这个高度更高一点？问题3:人血液循环的管路为什么不能有气泡？它对我们的工程实际有什么指导意义？问题4:一杯很满的酒，加一点食盐进去，酒会洒出来吗？飞机的升力飞机为什么能飞？——各种飞机都是靠空气动力克服自身重力实现升空的。汽车的抓地力汽车何以采用流线型设计？——减小空气阻力的同时增大抓地力。问题7:船吸现象西气东输输气管线西起新疆塔里木轮南油田，经甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，最后抵达上海。沿途将穿越戈壁沙漠、黄土高原，以及吕梁山、太行山、太岳山，并跨越黄河、长江、淮河等江河，全长4000多公里。预计工程总投资1500亿元，输量最终达到200亿立方米／年。

西气东输要解决的关键问题是：管网设计、防腐、安全、环保等，与流体力学紧密相关。

问题9:南水北调南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局。南水北调需要穿越隧道、黄河、倒吸虹、暗渠、桥等，输水河道、泵站枢纽的设计、工程布置等都要用到流体力学的知识。问题10:什么流体比塑料更硬并不是所有的流体都一直流动，在施加电场后，一些流体会立刻发生从液态到固态的可逆转变。11月号《自然—材料》刊登了pingsheng及合作者的发现：纳米颗粒悬浮液在电场作用下变得像塑料一样硬。这种胶状悬浮液的屈服应力随着电场作用稳定增加，原因在于粒子在电场中极化并且呈纵向排列，因此很难剪切。通常电流变流体的典型屈服应力是5-10kPa，相当于豆腐的强度，但是这种流体的强度却大大超过，在高电场下，它的屈服应力达到130kPa，因而有可能应用到机械装置中。(《自然—材料》文章介绍2003年11月出版)问题11：流体力学在矿业生产中有哪些应用？虹吸现象纵观古今中外选矿的发展，流体力学所起的作用很大。物料的分级，矿浆的，选矿产品的脱水，选矿方法中的重选、浮选以及一些新型的选矿设备中均涉及到流体力学的问题。流体力学名人简介大禹治水阿基米德:古希腊数学家、力学家，静力学和流体静力学的奠基人,主要著作《论浮体》.李冰:是我国科学治水的典范，伟大的水利学家。主要杰作:都江堰欧拉: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。著名的有欧拉方程.伯努利: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。以《流体动力学》（1738）一书著称于世,著名的有:伯努利定理和伯努利公式.雷诺:英国力学家、物理学家和工程师。在流体力学中的突出贡献有:雷诺数流体力学和流体机械的研究对象流体力学是以流体（包括固体、液体和气体）为研究对象，研究平衡和基本运动规律的科学。主要研究流体在平衡和运动时的压力分布、速度分布、与固体之间的相互作用以及流动过程中的能量损失等。流体机械是以输送流体的机械为研究对象，主要研究泵、风机和空压机的结构、组成和工作原理。流体力学的发展历史简介早期流体力学属于经验运用阶段，比如18世纪以前我国一些建筑工程师对流体力学的运用，主要是人们在与大自然斗争中的经验总结。例如，我国秦代李冰父子设计建造的四川都江堰工程，隋代大运河，水车，汉代张衡发明的水力浑天仪，古代铜壶滴漏计时等。十八世纪后到今天，流体力学的大跨步发展经历了四个阶段。第一阶段：理论研究阶段。18世纪～19世纪.1738年，伯努利推导出了著名的伯努利方程，欧拉于1755年建立了理想流体运动微分方程，以后纳维(Nervier.-L.-M.-H.)和斯托克斯(Stokes，G．G．)建立了黏性流体运动微分方程。拉格朗日（Lagrange）、拉普拉斯(Laplace)和高斯(Gosse)等人，将欧拉和伯努利所开创的新兴的流体动力学推向完美的分析高度。第一阶段的问题.由于理论的假设与实际不尽相符或数学上的求解困难，有很多疑难问题不能从理论上给予解决。第二阶段：试验研究阶段。19世纪末以来1883年，雷诺(Reynolds，O.)用不同直径的圆管进行实验，研究了黏性流体的流动，提出了黏性流体存在层流和紊流两种流态，并给出了流态的判别准则—雷诺数。1891年，兰彻斯特（F.W.）提出速度环量产生升力的概念，这为建立升力理论创造了条件，他也是第一个提出有限翼展机翼理论的人。第三阶段：运用阶段。进入