工程流体第一章[精选].pptVIP

工程流体力学 Engineering Fluid Mechanics 绪论 第一章 流体及其物理性质 1-1 流体的定义、特征和连续介质假设 1-2 密度 1-3 压缩性和膨胀性 1-4 粘性 1-5 作用在流体上的力 1、表面力（surface force） 　　　毗邻流体或其它物体作用在隔离体表面上的直接施加的接触力 表面力按作用方向可分为： 法向力：垂直于作用面P 切向力：平行于作用面 T 应力：单位表面积上的表面力　单位：? 法向应力p： 切向应力?： 或Pa 2、质量力（mass force） 　　是指作用于隔离体内每一流体质点上的力，它的大小与质量成正比，在均匀流体中，质量力与流体体积成正比，又称体积力。单位为N 单位质量力：单位质量流体所受到的质量力，单位：m/s2 ，与加速度单位一致 质量力表示：直角坐标系 最常见的质量力有：重力、惯性力 第一章小结 重点掌握以下内容： （1）流体力学研究内容，流体的力学定义 （2）流体的连续介质模型、不可压缩模型、理想流体模型 （3）流体的压缩性、膨胀性、粘性 作业：2-4、2-12 （4）作用在流体上的力：表面力、质量力 思考题 ????1.为什么水通常被视为不可压缩流体？ ????2.自来水水龙头突然开启或关闭时，水是否为不可压缩流体？为什么? 3.理想流体有无能量损失？为什么？ ? ?4.流体的粘度与哪些因素有关？它们随温度如何变化？ 4、流体力学的主要事件： 1738年瑞士数学家：伯努利《流体动力学》伯努利方程。 20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速的发展。 1904年普朗特提出了边界层理论。 19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。 1858年亥姆霍兹指出理想流体中旋涡的许多基本性质及旋涡运动理论，并于1887年提出了脱体绕流理论。 1876年雷诺发现了流体流动的两种流态：层流和紊流。 1755年欧拉《流体运动的一般原理》中提出理想流体概念，理想流体基本方程和连续方程，提出流体运动的解析方法。 1826年法国工程师纳维，1845年英国数学家、物理学家斯托克思提出了著名的N-S方程。 * * 刘文毅 教学课件 1、流体力学的概念： 流体力学是力学的一个独立分支，是一门研究流体的平衡和运动规律及其实际应用的技术科学。 研究速度分布、压强分布、能量损失及作用力。 水利工程、造船工业、航空工业、机械工业、冶金工业、化学工业、石油工业、土木建筑、航海、人体的循环系统。 2、流体力学的广泛应用： 电力：水电、火电、核电工作介质都是流体 航空航天、船舶与海洋——application Lift V0 G 弧旋球 船舶运动 地效翼艇 浮标 海洋平台 潜器 机械与动力、生物运动——application 发动机四冲程 信天翁滑翔 Wind Turbine 建筑与环境 3、流体力学的发展简史： 流体力学的萌芽，是自距今约2200年以前，西西里岛的希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文开始的。 他对静止时的液体力学性质作了第一次科学总结。 流体力学的主要发展是从牛顿时代开始的，1687年牛顿在名著《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，使流体力学开始成为力学中的一个独立分支。 此后，流体力学的发展主要经历了三个阶段： 1）伯努利所提出的液体运动的能量估计及欧拉所提出的液体运动的解析方法，为研究液体运动的规律奠定了理论基础，在此基础上形成了一门属于数学的古典“水动力学”（或古典“流体力学”）。 2）在古典“水动力学”的基础上纳维和斯托克思提出了著名的实际粘性流体的基本运动方程——N-S方程。 从而为流体力学的长远发展奠定了理论基础。但由于其所用数学的复杂性和理想流体模型的局限性，不能满意地解决工程问题，故形成了以实验方法来制定经验公式的“实验流体力学”，但由于有些经验公式缺乏理论基础，使其应用范围狭窄，且无法继续发展 3）从19世纪末起，人们将理论分析方法和实验分析方法相结合，以解决实际问题，同时古典流体力学和实验流体力学的内容也不断更新变化，如提出了相似理论和量纲分析，边界层理论和紊流理论等，在此基础上，最终形成了理论与实践并重的研究实际流体模型的现代流体力学。在20世纪60年代以后，由于计算机的发展与普及，流体力学的应用更是日益广泛。 其它重要科学家有：李冰、达·芬奇 流体力学必威体育精装版进展：电磁流体力学、两相流体力学、超音速空气动力学、高超音速空气动力学 4、我国水利事业的历史： 4000多年前的 “大禹治水”的故事——顺水之性，治水须引导和疏通 秦朝在公元前256—前210年修建了我国历史上