[工学]第一章工程流体力学.pptVIP

考核办法： 考试 70％ 作业 20％ 考勤 10％ 纪律：关闭手机、保持安静 研究对象 研究内容 工程流体力学的发展简史 1738年瑞士数学家伯努利在名著《流体动力学》中提出了伯努利方程。 1755年欧拉在名著《流体运动的一般原理》中提出理想流体概念，并建立了理想流体基本方程和连续方程，从而提出了流体运动的解析方法，同时提出了速度势的概念。 1781年拉格朗日首先引进了流函数的概念。 1823年法国工程师Navier，1845年英国数学家、物理学家Stokes提出了著名的N-S方程。 1876年雷诺发现了流体流动的两种流体：层流和紊流。 1858年亥姆霍兹指出了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。 19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。 1904年普朗特提出了边界层理论。 20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速的发展，流体力学内涵也不断地得到了充实与提高。 李冰（公元前302—235）是我国科学治水的典范，伟大的水利学家。他领导创建了目前世界上历史最悠久的水利工程——都江堰。 李冰总结在渠首工程的选点上作了深刻的科学研究。精心地选择在成都平原顶点的岷江上游出山口处作为工程地点，采用乘势利导、因时制宜的治水方略，修建了都江堰水利工程：无坝引水的鱼嘴分水堤，泄洪排沙的溢洪道，保证成都平原引足春水和控制洪水的咽喉工程宝瓶口。 丹·伯努利（Daniel Bernoull，1700-1782）：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。 伯努利以《流体动力学》（1738）一书著称于世，书中提出流体力学的一个定理，反映了理想流体（不可压缩、不计粘性的流体）中能量守恒定律。这个定理和相应的公式称为伯努利定理和伯努利公式。 达·芬奇（Leonardo da Vinci, 1452-1519）：意大利文艺复兴时期的美术家、自然科学家、工程师，使力学理论的奠基者，为水力学、流体力学古典理论的形成做出了重要贡献。在水力学方面写有许多重要手稿，并在他死后以《水的运动与测量》为题出版。 L·欧拉（Leonhard Euler ，1707-1783）：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。 他是刚体力学和流体力学的奠基者，弹性系统稳定性理论的开创人。 欧拉在固体力学方面的著述也很多，诸如弹性压杆失稳后的形状，上端悬挂重链的振动问题，等等。 四千多年前的 “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—公元前210年修建了我国历史上的三大水利工程（都江堰、郑国渠、灵渠）——明渠水流、堰流。 约2500年前的计时工具“铜壶滴漏”——孔口出流。 清朝雍正年间，何梦瑶在《算迪》一书中提出流量等于过水断面面积乘以断面平均流速的计算方法。 隋朝（公元587—610年）完成的南北大运河。 隋朝工匠李春在冀中洨河修建（公元605—617年）的赵州石拱桥——拱背的4个小拱，既减压主拱的负载，又可宣泄洪水。 常用单位制 二、流体连续介质模型 实际流体：由大量不断地作无规则运动的分子组成 流体的物理量 空间上分布不连续 时间分布不连续 在实际工程中，所研究的流体的空间尺度远比分子尺寸大得多，而且要解决的问题也不是流体微观运动特性，而是流体宏观运动特性，即大量分子运动的统计平均特性。 二、重度 四、流体的膨胀性 流体体积随着温度的增大而增大的性质。 1.体胀系数 单位温度增加所引起的体积相对变化量 五、流体的粘性 1. 粘性的定义 流体内部各流体微团之间发生相对运动时，流体内部会产生摩擦力阻力（即粘性力）的性质。 2.牛顿内摩擦定律 五、流体的粘性 2.牛顿内摩擦定律 (1) 牛顿平板实验 当h和U不是很大时，两平板间沿y方向的流速呈线性分布 1 运动较慢的流体层在较快的流体层带动下才运动； 2 快层受到慢层的阻碍，不能运动得更快； 3 相邻流体层发生相对运动，产生切力和阻力，构成了内摩擦力。 五、流体的粘性 * 《工程流体力学》 西南石油大学石油工程学院 性质：石工、储运、土木、水利、建环、环境类专业的一门必修的专业基础课程。 目的：学习专业理论，培养工程应用能力。 地位：前修课程：高等数学、物理学、理论力学、材料力学；后续课程：水文学、土力学、水力学、工程地质等。并直接服务于工程应用。 一、课程的性质与目的 二、 流体力学在实际工程中的应用 1. 石工领