第一章 流体运动概述

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1、学习目标流体力学定义流体力学发展简史流体的基本性质流体运动的描述方法流体运动分类流体运动规律研究的基本途径思考与习题第一章流体运动概述返回学习目标通过本单元的学习，你应达到下述目标熟悉理解有关术语和原理知识主要术语：流体、流场、流体力学、流体质点、重度、粘性系数、动力粘度、运动粘度、压缩系数、热胀系数、表面张力系数、理想流体与粘性流体、连续性流体与非连续性流体、不可压缩流体与可压缩流体、牛顿流体与非牛顿流体、表面力、质量力、稳定流动与非稳定流动、一元流动、二元流动、三元流动、迹线、串线、流体线、流线、流管主要原理：流体力学发展史略、理想气体状态性质、、

2、流体的易变形性质、流体的粘性性质、牛顿内摩擦定律、流场描述方法具备应用流体的基本性质和规律分析解决实际问题的能力返回流体力学定义流体fluid通常是指液体和气体的总称流场fluidfield流体所占据的空间称为流场，流场中所对应的各种物理量在空间上的分布规律称为相应的物理量场（如速度场、压力场、密度场等）返回下一页流体力学定义流体力学fluidmechanics力学的一个分支，主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律的科学工程流体力学fluidmechanicsofengineering

3、特别强调工程应用性的流体力学，主要研究工业过程中常见的流动现象和流动设备的规律，并以能解决实际问题为其基本目标。返回上一页流体力学发展简史古代流体力学大禹治水、疏通江河；秦朝李冰父子修建都江堰；古罗马城市供水；水车等是人类早期认识、研究流体运动规律并驾笃、利用流体运动的典型范例阿基米德Achimedes(公元前287-212)古希腊科学家贡献：建立了包括物体浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定了流体静力学的基础。是流体力学学科形成的第一创始人。返回下一页流体力学发展简史达·芬奇LeonardodaVinci公元1452-151915世纪意大利文

4、艺复兴时期著名艺术家、科学家、工程师贡献：首次较系统地观察研究了水波、管流、水力机械、鸟的飞翔等流体动力学原理，进行了大量的工程实践活动，1493年首次根据鸟的飞翔原理设计出一飞行器。返回下一页上一页流体力学发展简史牛顿IsaacNewton公元1642-1727伟大的英国物理学家、数学家、天文学家贡献：确立了粘性流体摩擦阻力的基本规律-牛顿内摩擦定律，从而奠定了粘性流体动力学基础。返回下一页上一页流体力学发展简史伯努利（丹尼尔第一.伯努利）DanielBernoulli公元1700-1782瑞士科学家（其祖、父、弟、子皆为著名科学家，科学史称伯努利家

5、族）贡献：1738年建立了流体动力学最有应用价值的基本方程—伯努利方程。返回下一页上一页流体力学发展简史欧拉LeonhardEuler公元1707-1783瑞士数学家、力学家（是DanielBernoulli父亲的弟子）贡献：1736年建立了理想流体运动微分方程及其解，从而奠定了理想流体动力学基础返回下一页上一页流体力学发展简史纳维Claude-Louis-Marie-HenriNavier1785-1836法国力学家、工程师贡献：1821年推广了欧拉理想流体运动微分方程，考虑流体粘性建立了用于实际粘性流体的运动微分方程（只含一个粘性系数）斯托克斯Ge

6、orgeGabrielStokes公元1819-1903英国数学家、力学家贡献：1845年改进了纳维粘性流体的运动微分方程，建立了含有两个粘性常数的粘性流体运动微分方程，称为纳维-斯托克斯方程，奠定了近代流体力学的基础返回下一页上一页流体力学发展简史雷诺OsborneReynolds公元1842-1912英国力学家、工程师贡献：1883年通过对管流流动状态的实验观察研究，首次发现流体两种流动状态---层流和紊流，同时建立了流动现象相似的规律---只要管流的雷诺数相等的两个流动现象是相似的。返回下一页上一页流体力学发展简史普朗特LudwigPrandtl

7、公元1875-1953德国力学家贡献：1904年建立了边界层理论，将当时流体力学两个互不相通的方向（数学理论流体力学和实验流体力学）结合起来，从而奠定了现代流体力学的基础。此外在空气动力学、紊流理论研究也作了开创性的贡献返回下一页上一页流体力学发展简史冯.卡门TheodorevonKarman公元1881-1963美籍匈牙利力学家贡献：建立了卡门涡街、升力面等理论，20世纪初在他的推动下，空气动力学从流体力学发展出来形成了独立的力学分支。我国三大力学家郭永怀、钱学森、钱伟长是他的学生。返回下一页上一页流体力学发展简史六十年代后期，逐渐形成流体力学与其他

8、学科交叉的分支学科与计算机结合的计算流体力学。与生物力学交叉的生物流变学与电磁力学交叉的磁流体