《流体力学绪论》ppt课件

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1、1主讲：贾宝贤船舶流体力学教材：流体力学.王家楣等主编.大连海事大学出版社参考书：船舶流体力学.夏国泽主编.华中科技大学出版社流体力学.张亮、李云波编.哈尔滨工程大学出版社周光坰.流体力学.上、下册第二版.高等教育出版社余常昭.环境流体力学导论.清华大学出版社环境水力学本讲课件网上获取方式：在百度中搜索：第01章流体力学绪论在百度文库中下载封页2学习要求：1.保证出席。2.课堂上认真听讲，不做与本课程无关的事情，保证上课效率。3.记好课堂笔记，提炼内容、感受、发现老师讲课中的问题，记录学习中遇到的问题。防止

2、上课溜号。4.及时复习并与老师同学交流。5.按时完成作业，自己独立完成。3内容提要1.绪论2.流体静力学3.流体运动学4.理想流体动力学5.旋涡理论6.势流理论7.波浪理论8.粘性流体动力学基础9.相似理论10.粘性流体的一元流动-管道流体力学11.边界层理论12.机翼理论4流体力学与实际工程技术连续介质假设三流体的性质四作用于流体上的力第一章绪论绪论51-1流体力学与工程技术§１-１流体力学与工程技术一、研究对象:流体(fluid),包括液体和气体。特性：流动(flow)性流体遵循牛顿的力学定律、质量守恒

3、定律和能量守恒定律等。流体F固体F6幻影2000幻影2000二流体力学与工程技术航空空气动力学7一架经改装的波音747搭载“发现号”航天飞机波音7478太空站从航天飞机上看到的太空站超高速气体动力学物理化学流体力学稀薄气体力学9三峡水利枢纽水利、土建工程水力学三峡水利枢纽10建筑流体力学11其他生物流变学毛细血管流动渗流力学物理-化学流体动力学多相流体力学12大型运输船造船水动力学船舶流体力学排水量达50万吨以上的超大型运输船13大型运输船造船水动力学船舶流体力学14核动力潜艇航速达30节，深潜达数百米的核

4、动力潜艇15轮船16水翼飞机17祝同学们前程远大！乘风破浪，驶向辉煌！18按流体作用力的性质分类:流体静力学流体运动学流体动力学按力学模型分类理想流体动力学粘性流体动力学不可压缩流体动力学可压缩流体动力学非牛顿流体力学分类19三流体力学的研究方法1模型实验相似理论→模型实验装置2理论研究力学模型→物理基本定律→求解数学方程→分析和揭示本质和规律3数值计算力学模型→物理基本定律→计算机数值方法求解数学方程20根据工程技术方面的需要进行流体力学应用性研究，更深入地开展基础研究以探求流体的复杂流动规律和机理。包括

5、：湍流非定常流动非线性水波旋涡理论交叉学科有关各种实验设备和仪器等。四、流体力学的展望211.连续介质模型引入：流体分子之间不连续、有间隙。2.流体质点(或称流体微团):忽略尺寸效应但包含无数分子的流体最小单元。3.连续介质模型：流体由流体质点组成，流体质点连续的、无间隙的分布于整个流场中。§1-2流体的连续介质模型22一、流体的密度和重度1.密度（density）均质流体，密度为常数2.重度(gravity)水的重度为密度和重度之间的关系为：ΔＶΔmΔＶΔG§1-3流体性质(1-1)(1-2)(1-3)2

6、3密度和重度海水：ρ＝1020kg／m3，γ＝9996Ｎ/m3；气体在高速流动时，密度与流场中的压力和温度有密切的关系:即ρ＝f（p，Ｔ）。气体密度的变化非常小的流动，可将气体作不可压缩流体处理。Mach=流速/声速<0.3空气：ρ＝1.226kg／m3，γ＝12Ｎ/m3。24剪切力（粘性力、内摩擦力）u=Uu=0hydyu+duu1.牛顿平板试验二、流体的粘性25剪切应力（粘性应力、内摩擦应力）：单位面积上的剪切力讨论:对于此种线性速度分布的情形，不同地方的切应力是否相等？u=0u=Uhydyu+duu

7、剪应力26粘性切应力与速度梯度成正比比例系数称动力粘性系数，简称粘度。讨论:对于此种速度分布的情形，不同地方的切应力是否相等？u=0u=Uhydyu+duu2.牛顿内摩擦定律(1-7)273流体的粘性系数［μ］＝N·S／m２＝Ｐa·s［ν］＝ｍ２／ｓ气体：温度上升,μ升高液体:温度上升，μ下降(3)μ与温度的关系（2）运动粘性系数Kinematicviscosity（1）动力粘性系数μ—Dynamicviscosity物理常数(1-9)28粘性系数μ：与流体物性有关的物理常数运动粘性系数：μ与温度、压力的关

8、系压力的变化对μ的影响不大[μ]＝N·s／ｍ2＝帕·秒＝Ｐa·s气体：温度上升，μ升高液体:温度上升，μ下降[ν]＝米２/秒＝ｍ2/ｓ粘性系数294.粘性产生的原因(1)两层液体之间的粘性力主要由分子内聚力形成(2)两层气体之间的粘性力主要由分子动量交换形成30四、真实流体和理想流体理想流体在固体表面上发生相对滑移在固体表面上其流速与固体的速度相同真实流体相互接触的流体层之间有剪切应力作用（壁面无滑移条件）（壁面