第一章节流体力学基本概念幻灯片.pptVIP

一、表面力 表面力是作用在考虑的流体（或称分离体）表面上的力。 流体界面A上受到的力称为表面力。如图 1-6所示，设为作用在法线为的微元面积上的 表面力，则有 根据牛顿第三定律有 设作用在微小面积 上的压力为 的极限值用 表示： 图1-6 流体微团受力 x n z y O ΔF ΔF ρV 一、表面力 表示各点处的压应力，故整个流体表面上的压力为： 同时在微小面积上的切力为 ， 的极限值用表示 表示各点处的切应力，故整个流体表面上的切力为； 一、表面力 质量力是作用在流体的每一个质点（或微团）上的力。 如图1-6所示，取一微元流体体积 ，其所受的质量力为 ，用 代表单位质量所受的质量力，则有 设在直角坐标系各坐标轴上的分力为 ，单位质量力在各个坐标轴上的分力为fx、fy、fz，则有 则作用于质量为M、体积为V的整个流体团的总质量力为 二、质量力 第一章 流体力学基本概念 目 录 第五章 粘性不可压缩流体运动 86 第三章 流体动力学基础 39 第四章 理想不可压缩流体无旋流动 69 第六章 相似原理及量纲分析 130 第二章 流体静力学 16 第一章 流体力学基本概念 1 工 程 流 体 力 学 第一章 流体力学基本概念 第二节 流体的特征和连续介质假设 第三节 流体的主要物理性质及分类 第四节 作用在流体上的力 流体力学基本概念 第一节 流体力学的发展、应用及其研究方法 一、流体力学发展简史 流体力学是研究流体的平衡及运动规律，流体与固体之间的相互作用规律，以及研究流体的机械运动与其他形式的运动（如热运动、化学运动等）之间的相互作用规律的一门学科。 流体力学属于力学范畴，是力学的一个重要分支。其发展和数学、普通力学的发展密不可分。流体力学起源于阿基米德（Archimedes，公元前278~公元前212）对浮力的研究。 1500年前后，达，芬奇（Leonrad Da Vinci，1452～1519）对波动、溅水、旋涡内部的速度分布，绕流物体尾流中旋涡的形成等作了研究 1643年，伽利略的学生托里拆利（Tollichelli E），通过对容器孔口出流现象的观察与测量，提出了托里拆利公式，它说明了容器中液体从孔口射出的速度与液体深度的关系。翌年，他与伽利略的另一个学生维维尼亚（Vivinia J），将一端封闭并充满水银的玻璃管倒立于水银槽中，发现管中水银高度与大气压强有关，据此发明了水银气压计，并利用它第一次测出了大气压强。 一、流体力学发展简史 1647年帕斯卡（Pascal B）提出了流体静力学基本关系式，并由此进一步导出联通器原理和帕斯卡定律。至此，流体静力学理论已完整地建立起来。 1738年，伯努利（Bernoulli）通过对变截面管流实验，得出流体流动的能量守恒方程，即伯努利方程。1755年欧拉（Euler）在忽略流体黏性的情况下，导出了理想流体运动微分方程。1827年纳维埃（Navier）开始了在欧拉方程中加上黏性项的研究工作，经过柯西（Cauchy）、波阿松（Poisson）、维纳特（Venant）等人的继续研究，最后由斯托克斯（Stokes 1845年）完成，历时18年。该方程称为纳维埃-斯托克斯方程（N-S方程）。N-S方程的建立，标志着流体力学理论体系的完成。 1904年普朗特（Prandtl）提出了边界层理论，把不可压缩流体的N-S方程简化为附面层方程，从而把黏性流体动力学的研究转向应用，在数学和工程应用之间搭起了一座桥梁。1908年普朗特的学生勃拉修斯（Blasius）把附面层偏微分方程转化为常微分方程，得出均匀流动下平板附面层的相似性解。 1938年卡门（Karman）和钱学森用动量积分方程求解了可压缩流体平板附面层问题。 一、流体力学发展简史 随着科学技术的不断进步，计算机的发展和应用，流体力学的研究领域和