流体力学 第一章重点分析.ppt

参考书目 （1）周谟仁主编，流体力学、泵与风机，中国建筑工业出版社， 1979 （2）江宏俊，流体力学（上册），高等教育出版社，1985 （3）江宏俊，流体力学（下册），高等教育出版社，1985 （4）段文义，水力学，东北大学出版社，2001年 （5）西南交大水利教研室，水力学，高等教育出版社，1983年 （6）莫乃榕，流体力学、水力学题集，华中科技大学出版社， 2002年 （7）刘鹤年主编，水力学，中国建筑工业出版社，1998年 （8）张鸿雁、张志政、王元编著，工程流体力学，科学出版社， 2004年 （9）金建华主编，水力学，湖南大学出版社，2004年 第一章 绪论 重点内容 授课内容 思考题 作业 重点内容 1、连续介质假设。 2、液体的基本特征和主要物理性质，特别是液体的粘滞性和牛顿内摩擦定律及其应用。 3、作用在液体上的两种力。 思考题 1-1液体的基本特征是什么？它与气体、固体有什么区别？ 1-2为什么要引进连续介质的假设？为什么可以把液体当作连续介质？ 1-3液体的主要物理特性是什么？研究液体运动一般主要考虑哪些物理性质？ 思考题 1-4液体内摩擦力的大小与哪些因素有关？叙述牛顿内摩擦定律的内容、表达式和使用条件。 1-6作用在液体上的力有哪几种？如何定义？ 1-7单位质量力怎样定义的？它的量纲和单位是什么？ 作业 P14-1.12、1.13 第一章 绪论 第一节 引言 第二节 作用在流体上的力 第三节 流体的主要物理性质 第一节 引言 一、流体力学 二、日常流体力学现象 三、流体力学在土木工程各个领域中的应用 四、流动规律取决于内因和外因 五、流体力学的研究依据 六、流体力学的研究方法 七、连续介质假设 一、流体力学 1、流体力学：流体力学是研究流体静止和运动的力学规律，及其在工程技术中的应用的一门学科。 2、流体：具有易流动性的物质。两个典型：水和空气。 3、易流动性：静止时不能承受剪切力和拉力的性质。 二、日常流体力学现象： 1、认识大气压 2、表面张力现象 3、竹蜻蜓 4、千斤顶 5、潜水艇 6、烟囱 7、超音速飞机 8、流体输送 竹蜻蜓 液压千斤顶 三、流体力学在土木工程各个领域中的应用 在建筑和交通土建工程中，研究解决风对高耸建筑物的荷载作用和风振问题，进行基坑排水、地基抗渗稳定处理、桥渡设计等等都有赖于水力分析和计算；在给水排水工程中，无论取水、水处理、输配水都是在水流动的过程中实现的。在建筑环境与设备工程中，供热、通风与空调设计，以及设备的选用，都离不开流体力学。在环境工程中，污染物的迁移和扩散研究都离不开流体力学。 四、流动规律取决于内因和外因 内因：本身的物理性质。 外因：综合受力。 五、流体力学研究依据： 1、质量守恒定律 2、能量守恒定律 3、牛顿力学定律 六、流体力学的研究方法 1、理论方法 2、数值方法 3、实验方法 七、连续介质假设 将流体认为是充满其所占据空间无任何空隙的质点所组成的连续体。这种“连续介质”的模型，是对流体物质结构的简化，使我们在分析问题时得到两大方便：第一，它使我们不考虑复杂的微观分子运动，只考虑在外力作用下的宏观机械运动；第二，流体物性和运动参数物理量被表示成连续函数，意味着大量的数学方法特别是微分方程可以被引用到流体力学中来。 流体质点（流体微团） 宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点； 同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。 第二节 作用在流体上的力 根据力作用方式的不同，可以分为质量力和表面力。 质量力是作用在流体的每一个质点(或微团)上，与流体质量成正比的力（重力、惯性力）。 表面力是作用在所考虑的流体(或称分离体)表面上，与接触面积成正比的力（粘滞力、压力）。 作用在流体上的力 单位表面力的切向分力和法向分力 若流体受的质量力只有重力 第三节 流体的主要力学性质 一、惯性 二、重力特性 三、粘滞性 四、压缩性和热胀性 一、惯性 惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质，质量越大，惯性也愈大。 单体体积液体所具有的质量称为密度，用符号ρ表示。 二、重力特性 地球对物体的万有引力称为重力，或称为物体具有的重量。 重量常用符号G表示。 单位体积液体所具有的重量称为容重，也称为重度。 容重用符号γ表示，γ=ρg。g=9.807 m/s2 (N/Kg)。 必须牢记的密度和重度： 三、粘滞性 1、定义 2、粘性的表现 3、机理 4、温度对粘性的影响 5、牛顿内摩擦定律 6、牛顿内摩擦定律中各项含义 1、定义 流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力(内力)以反抗相对运动的性质，叫做粘滞性。 此内摩擦力称为