流体力学第一章绪论

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1、《流体力学》合肥工业大学土木与水利工程学院主讲：曹广学电话：1875512818邮箱：caogx145@163.com课程安排学时数：32＝24（理论课）＋8（实验课）课程性质：专业基础课教材：李玉柱《流体力学》第2版,高等教育出版社参考书：吴持恭《水力学》第4版，高等教育出版社刘鹤年《流体力学》第2版，中国建筑工业出版社大连工学院《水力学解题指导及习题集》高等教育出版社王惠民《流体力学基础》第2版，清华大学出版社第一章绪论第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史§1.2流体的主要物理力学性质§1.3作用在流体上的力§1.4流体的力学模型第一章绪论自然界中物质存在的

2、形态有：固态、液体和气体。§1.1流体力学的任务及其发展简史具有流动性的物体统称为流体。一、流体的定义根据物体有没有流动性，可以把物体分为固体和流体，流体又包括液体和气体。流动性：在微小的剪切力作用下，就能连续不断的变形，即发生流动，外力停止，流动停止。第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史流体和固体的区别：固体流体液体气体有无固定的形状有无无有无固定的体积有有无能否形成自由表面能能否能否承受一定的拉力能否否能否承受一定的剪切力能否（静止）否（静止）能否承受一定的压力能能易压缩第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史流体力学是研究流体各种力作用下的平衡和机械运

3、动规律及其在工程实际中应用的一门学科，是力学的一个分支。二、流体力学的任务流体力学在许多工业部门都有着广泛的应用。流体力学遵循物质运动的普遍规律，如：牛顿第二定律，质量守恒定律，能量守恒定律和动量守恒定律等。第一章绪论流体力学在工程中的应用航空航天航海船舶运动地效翼艇（WIG）海洋平台潜器第一章绪论南浦大桥节能型建筑三峡大坝建筑与环境流体力学在工程中的应用第一章绪论能源动力飞机发动机蒸汽机车流体力学在工程中的应用第一章绪论气象云图龙卷风气象科学流体力学在工程中的应用第一章绪论污水净化设备模型电厂冷却塔环境控制流体力学在工程中的应用第一章绪论流体力学应用广泛，已派生出很多

4、新的分支:电磁流体力学、生物流体力学化学流体力学、地球流体力学高温气体动力学、非牛顿流体力学爆炸力学、流变学、计算流体力学等流体力学在工程中的应用20世纪中业以来，大工业的形成，高新技术工业的出现和发展，特别是电子计算机的出现、发展和广泛应用，大大地推动了科学技术的发展。由于工业生产和尖端技术的发展需要，促使流体力学和其他学科相互浸透，形成了许多边缘学科，使这一古老的学科发展成包括多个学科分支的全新的学科体系，焕发出强盛的生机和活力。第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史流体力学是人类同自然界作斗争、在长期的生产实践中发展起来的。三、流体力学的发展流体力学的西方史

5、——古代流体力学的情况。古希腊学者阿基米德在公元前250年发表学术论文《论浮体》，第一个阐明了相对密度的概念，发现了物体在流体中所受浮力的基本原理──阿基米德原理。奠定了流体静力学的基础。阿基米德（Archimedes，公元前287－212）第一章绪论16世纪以后，西方资本主义处于上升阶段，工农业生产有了很大的发展，对于流体平衡和运动规律的认识才随之有所提高。§1.1流体力学的任务及其发展简史17世纪牛顿研究了运动物体在流体中受到的阻力，得到阻力与流体密度、物体迎流截面积和运动速度的平方成正比的关系。他还提出粘性流体运动时的内摩擦力公式，即牛顿粘性定律。牛顿（Isaac

6、.Newton，1643～1727）第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史一条途径是一些数学家和力学家，以牛顿力学理论和数学分析为基本方法，建立了理想液体运动的系统理论，称为“水动力学”或古典流体力学。代表人物有伯努利（D.I.Bernouli）、欧拉（L.Euler）纳维埃（C.L.M.H.Navier）和斯托克斯（G.G.Stokes）等。18至19世纪，沿着两条途径建立了流体运动的系统理论。第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史1738年伯努利给出理想流体运动的能量方程。D.Bernoulli（1700－1782）瑞士科学家第一章绪论§1.1流体力学的

7、任务及其发展简史1755年欧拉导出理想流体运动微分方程。欧拉（L.Euler，1707－1783）瑞士科学家第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史拉格朗日提出了新的流体动力学微分方程，使流体动力学的解析方法有了进一步发展。严格地论证了速度势的存在，并提出了流函数的概念，为应用复变函数去解析流体定常的和非定常的平面无旋运动开辟了道路。拉格朗日（J.-L.Lagrange,1736－1813）第一章绪论§1.1流体力学的任务及其发展简史1821-1845年，纳维埃（C.L.M.H.Navier）和斯托克斯（G.G.Stokes）导出适用