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流体力学-笔记 参考书籍： 《全美经典-流体动力学》 《流体力学》张兆顺、崔桂香 《流体力学》吴望一 《一维不定常流》 《流体力学》课件清华大学 王亮 主讲 目录： 第一章 绪论 第二章 流体静力学 第三章 流体运动的数学模型 第四章 量纲分析和相似性 第五章 粘性流体和边界层流动 第六章 不可压缩势流 第七章 一维可压缩流动 第八章 二维可压缩流动气体动力学 第九章 不可压缩湍流流动 第十章 高超声速边界层流动 第十一章 磁流体动力学 第十二章 非牛顿流体 第十三章 波动和稳定性 第一章 绪论 1、牛顿流体： 剪应力和速度梯度之间的关系式称为牛顿关系式，遵守牛顿关系式的流体是牛顿 流体。 2 、理想流体：无粘流体，流体切应力为零，并且没有湍流？。此时，流体内部 没有内摩擦，也就没有内耗散和损失。 层流：纯粘性流体，流体分层，流速比较小； 湍流：随着流速增加，流线摆动，称过渡流，流速再增加，出现漩涡，混合。 因为流速增加导致层流出现不稳定性。 定常流：在空间的任何点，流动中的速度分量和热力学参量都不随时间改变， 3、欧拉描述：空间点的坐标； 拉格朗日：质点的坐标； 4 、流体的粘性引起剪切力，进而导致耗散。 5、无黏流体—无摩擦—流动不分离—无尾迹。 流体力学 - 1 6、流体的特性：连续性、易流动性、压缩性 D 不可压缩流体： 0 Dt  const 是针对流体中的同一质点在不同时刻保持不变，即不可压缩流体的密 度在任何时刻都保持不变。是一个过程方程。 7、流体的几种线 流线：是速度场的向量线，是指在欧拉速度场的描述； 同一时刻、不同质点连接起来的速度场向量线； dr U x,t   dr U 0 迹线：流体质点的运动轨迹，是流体质点运动的几何描述； 同一质点在不同时刻的位移曲线； 涡线：涡量场的向量线， U, dr  x, t  dr  0   涡线的切线和当地的涡量或准刚体角速度重合，所以，涡线是流体微团 准刚体转动方向的连线，形象的说：涡线像一根柔性轴把微团穿在一起。 第二章 流体静力学 F dF 1、压强：p lim A0 A dA 静止流场中一点的应力状态只有压力。 2 、流体的平衡状态： 1）、流体的每个质点都处于静止状态，==整个系统无加速度； 2 ）、质点相互之间都没有相对运动，==整个系统都可以有加速度； 由于流体质点之间都没有相对运动，导致剪应力处处为零，故只有： 体积力(重力、磁场力)和表面力(压强和剪切力)存在。 3、表面张力：两种不可混合的流体之间的分界面是曲面，则在曲面两边存在一 个压强差。 dp 4 、正压流场：流体中的密度只是压力(压强) 的单值函数。   p   5、涡量不生不灭定理 拉格朗日定理：理想正压流体在势力场中运动时，如某一时刻连续流场无旋，则 流场始终无旋。 n d A 0 ,   U, 有斯托克斯公式得： U  x A  ndA 0, l