《流体力学》复习提纲.pdf

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1、考试安排2012.11.10/11（第11周周6或周日，待定！）晚上19：00—21：00考试地点：待定！需带工具：直尺，橡皮、计算器、学生证、校园卡答题要求：步骤完整、图文对应。辅导时间、地点：待商定！《流体力学》复习提纲学习重点——四个基本：基本概念（术语）、基本原理（方法）、基本方程（公式）、基本计算（应用）复习思考题；自测题；习题第一章绪论基本要求理解流体的主要物理性质，特别是粘滞性和牛顿内摩擦定律；理解连续介质假设和流体质点的概念；理解理想流体和实际流体、可压缩流体和不可压缩流体的概念；掌握作用在流体上的质量力、表面力的概念和表示方法。1-1流体力学

2、的任务及其发展简史1、流体力学的主要研究内容①流体在外力作用下，静止与运动的规律；②流体与边界的相互作用。流体力学研究流体的宏观运动规律，是宏观力学的一个独特分支。2、流体力学的研究方法和数学方法（1）研究方法：①理论分析（Theoreticalanalysis）；②实验研究（Experimentalstudy）；③数值模拟（Numericalsimulation）。（2）数学方法（Mathematicalmethod）：①矢量分析(vectoranalysis)；②场论（Fieldtheory）。1-2流体的主要物理力学性质（力学模型）1、流体的基本特性—流动性①流

3、体（气体和液体）区别于固体的主要物理特性是易于流动。②流体几乎不能承受拉力，没有抵抗拉伸变形的能力。③流体能承受压力，具有抵抗压缩变形的能力。④流体不能承受集中力，只能承受分布力。⑤运动流体具有抵抗剪切变形的能力，这种抵抗体现在限制剪切变形的速率而不是大小上，这就是流体的粘滞性。⑥流体在静止时不能承受剪切力、抵抗剪切变形。流体只有在运动状态下，当流体质点之间有相对运动时，才能抵抗剪切变形。只要有剪切力的作用，流体就不会静止下来，发生连续变形而流动。作用在流体上的剪切力不论多么微小，只要有足够的时间，便能产生任意大的变形。12、流体质点概念和连续介质假设（1）流体质点概

4、念①宏观（流体力学处理问题的尺度）上看，流体质点足够小，只占据一个空间几何点，体积趋于零。②微观（分子自由程的尺度）上看，流体质点是一个足够大的分子团，包含了足够多的流体分子，以致于对这些分子行为的统计平均值将是稳定的，作为表征流体物理特性和运动要素的物理量就定义在流体质点上。（2）理解流体质点概念的含义①流体质点宏观尺寸充分小，微观尺寸足够大。②流体质点是构成流体的最小单元。流体可以看成是由相互之间无任何间隙的大量的流体质点所组成。由流体质点的性质，便引出连续介质的概念。（3）流体微团流体中任意小的微元，包含了大量流体质点，当微元体积充分小并以某坐标点为极限时，流体

5、微团就成为处于这个坐标点上的流体质点。流体微团的概念在流体力学中有着重要价值。（4）连续介质假设①连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的，在流场中每一个流体质点都对应于一个空间点。②连续介质假设是近似的、宏观的假设，连续介质概念的提出来自数学上的要求，它为建立流场的概念奠定了基础，也为数学工具（微积分、场论）的应用提供了依据，使用该假设的力学统称为“连续介质力学”。③除了个别情形外，在流体力学中使用连续介质假设（即把流体可看成是连续介质）是合理的，实验已经证明基于连续介质假设而建立起来的流体力学理论是正

6、确的。3、流体的粘滞性（1）流体粘性概念的表述①运动流体具有抵抗剪切变形的能力，就是粘滞性，这种抵抗体现在剪切变形的快慢（速率）上。②发生相对运动的流体质点（或流层）之间所呈现的内摩擦力以抵抗剪切变形（发生相对运动）的物理特性称为流体的黏性或黏滞性。③黏性是指发生相对运动时流体内部呈现的内摩擦力特性。在剪切变形中，流体内部出现成对的切应力，称为内摩擦应力，来抵抗相邻两层流体之间的相对运动。④粘性是流体的固有属性。但理想流体分子间无引力，故没有黏性；静止的流体因为没有相对运动而不表现出黏性。（2）牛顿内摩擦定律ddu①切应力~剪切（角）变形速率：(0，

7、能否说明是理想流体？静止的粘性流体0)ddyt2②—动力粘度系数（Pas，动力学量纲）；—运动黏度（m/s，运动学量纲），。③当温度升高时，液体的粘性降低，而气体的粘性增大。④牛顿内摩擦定律适用条件：一维、层流、牛顿流体。⑤应用牛顿内摩擦定律的相关计算：平移和旋转缝隙内的剪切流动。⑥牛顿流体与非牛顿流体4、理想流体假设①理想流体假设是忽略粘性影响的假设，可近似反映粘性作用不大的实际流动，粘性作用不大是相对于其它因素的作用而言的。②忽略粘性影响实际上就是忽略切应力，由于是流体的客观属性，所以往往是在变形速率不大的区域将实际流体简化为