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《粘性流体力学》 第一章 粘性流体力学基础 lqb@tsinghua.edu.cn 主要内容 理想流体与真实流体  真实流体的流动现象与粘性流体的研究内容 粘性流体流动的基本特性 作用在流体上的力 粘性流体的本构方程 2 参考内容  《粘性流体动力学基础》第一章  《粘性流体力学》第一章  《真实流体力学》（上册）第一章 3 理想流体与真实流体 理想流体模型 是对真实流体的简化 方便理论分析与数学求解 局限性 不能预估管道流动的压力损失 难以计算流体中运动物体的受力 • 达朗贝尔佯谬：当任意形状的固体在静止的充满无限空间的无粘流体中作匀速 直线运动时，所受阻力为零 无粘性、 有粘性、有导热性、有质量扩散性 无导热性、 分子的输运特性 无质量扩散性 4 圆柱绕流 理想流体圆柱绕流流线分布 Re = UD / ν 圆柱绕流阻力系数随雷诺数的变化 圆柱表面压力系数分布 5 粘性流体力学 研究分子输运特性起重要作用的流动问题 运动物体的阻力（飞行器、车船、体育运动…） 热交换( 冷凝器、物体再入大气层、轴承润滑..) 化工、环境工程的混合过程(搅拌器、预混..) 湍流 （湍流的发生、发展、流动分离..) 基本假设 连续介质模型 • 描述问题的尺度 • 平衡与非平衡 基本方法 实验测量 数学分析 • 解析解 • 相似理论、量纲分析 数值计算 6 粘性流体流动的基本特性 粘滞性 流体抵抗剪切变形率的能力，是流体运动有速度梯度时分子运动的 动量输运特性 粘性系数 流体抵抗剪切变形率能力的度量，一般由实验给出： µ 动力粘性系数 ν µ / ρ 运动粘性系数 常见液体和气体的粘性见书中的系数表  n  1.5 T +T  • 气体：可用近似公式 µ T µ T ref s      