流体力学ppt.pdf

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1、流体力学MechanicsofFluids学时总学时：60学时讲授：48学时实验：12学时参考书指定参考书：李小芹，工程流体力学，中国水利水电出版社，2009王福军，计算流体动力学，清华大学出版社，2004郭荣良，流体力学及应用，机械工业出版社，1996罗惕乾，流体力学，机械工业出版社，2002其他参考书：EJohnFinnemore,FluidMechanicswithApplications,McGrawHill,2002孔珑，流体力学，高教出版社，2003李玉柱、苑明顺，流体力学，

2、高教出版社，1998吴持恭，水力学（第三版），高教出版社，2004第一章绪论1-1学科的性质和任务定义：流体力学是研究流体平衡和运动规律及其在工程技术中应用的一门学科流体：能够流动的物质液体（Liquid)流体（Fluid）气体（Gas）流体力学在建筑、土木、环境、水利造船、电力、冶金、机械、核工程、航空等有广泛应用由于空气动力学的发展，人类研制出3倍声速的战斗机幻影2000排水量达50万吨以上的超大型运输船时速达200公里的新型地效艇等，它们的设计都建立在水动力学，船舶流体力学的基础之上大型水利枢纽工程

3、，超高层建筑，大跨度桥梁等的设计和建造离不开水力学和风工程三峡工程鸟瞰图水能利用（水泵与水轮机）风能利用流线型汽车设计农业工程（温室通风）都江堰水利工程生物流体力学游泳时的阻力分析1-2流体及其主要的物理力学性质一、流体的基本特征流动性（Fluidity）流体与固体的对比体积形状抗压抗拉抗剪切固体√√√√√流液体√×√××静止状态体气体×××××静止状态流体区别于固体的重要特征是什么？1-2流体及其主要的物理力学性质二、流体主要物理力学性质（一）惯性（Inertia）惯性是物体保持其原有运动状态的一种性质

4、质量是表示惯性大小的物理量惯性力（InertiaForce）F＝－mam/（均质流体）密度（Density）m＝lim（非均质流体）v0v＝fx、y、z、t1-2流体及其主要的物理力学性质（二）重力特性（GravityForce）Gmg容重或重度（SpecificWeight）GV（均质流体）GdG＝limV0VdV（非均质流体）g水：39807N/m34(C)＝1000Kg/m33空气：2.1Kg/m11.80N/m(290K)aa1-2流体及

5、其主要的物理力学性质比重：(SpecificGravity)S＝流体有什么特有性质？waterwater（三）粘滞性（Viscosity）1、什么叫粘滞性粘滞性是指在运动状态下，流体具有抵抗剪切变形的能力。1-2流体及其主要的物理力学性质2、牛顿内摩擦定律(NewtonLawofinnerFriction)du内摩擦力(InnerFrictionForce)T＝Ady－－动力粘滞系数(Pa·s）(DynamicViscosity)du0T0什么情况下du0dydy切应力（She

6、arStress）Tdu切应力图Ady1-2流体及其主要的物理力学性质速度梯度是直角变形速度，是在切应力作用下发生的，也称剪切变形速度。显然，作用在两个相邻流层之间的切应力是成对出现的，而且数值相等，方向相反。运动粘滞系数2/s或cm2/s)＝（m(KinematicViscosity)流体粘性变化规律：⑴压强对流体粘性的影响很小，一般可以忽略不计⑵温度则是影响流体粘性的主要因素，液体的粘性随温度升高而减小，气体的粘性随温度升高而增大1-2流体及其主要的物理力学性质3、牛顿内摩擦定律的适用

7、范围：牛顿流体(NewtonionFluid)什么是牛顿流体哪些流体是牛顿流体？1-2流体及其主要的物理力学性质研究粘性的重要意义：粘性是流体在运动过程中出现阻力，产生机械损失的根源。粘性的存在也给流体运动规律的分析带来很多困难，它是对流体运动有重要影响的固有属性。（四）压缩性和膨胀性（CompressibilityandExpansibility）1-2流体及其主要的物理力学性质1、液体的压缩性用体积弹性模量B表示工程上常用弹性模量（BulkModulusofElasticity）表示液体的压缩性，即

8、ppppBVlimlimV00VVTTVTT(N/m2)B绝对不可压缩1-2流体及其主要的物理力学性质液体的膨胀性用体积膨胀系数α表示α定义：在一定压强下，单位温dvvd＝升引起的液体体积的相对增加值dTdT2、气体的压缩性和膨胀性pRTp－气体绝对压强对于空气，R=287J/kg·k，对3其他气体，在标准状态下，ρ－气体密度（Kg/m）R=8314