流体力学第一章ppt课件.ppt

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1、流体力学第一章绪论第二章流体静力学第三章一元流体静力学基础第四章流动阻力和能量损失第五章孔口管嘴管路流动第六章气体射流第七章不可压缩流体动力学基础第八章绕流运动第九章一元气体动力学基础第十章相似性原理和因次分析教学计划课堂讲解与课上思考题相结合课后作业成绩评定平时:30%考试:70%48学时(6学时实验课)第一章绪论流体力学：宏观力学。FluidMechanics,Hydrodynamics研究对象：流体(Fluid)。包括液体、气体、软物质。液体——无形状，有一定的体积；不易压缩，存在自由（液）面。气体——既无

2、形状，也无体积，易于压缩。研究任务：研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用。什么是流体？流体的一般定义：液体和气体的统称，它们没有一定的形状，容易流动。（现代汉语词典）流体的力学定义：流体不能抵抗任何剪切力作用下的剪切变形趋势(体积保持不变)。当剪切力停止作用后，固体变形能恢复或部分恢复，流体则不作任何恢复。自然界的流体力学自然界的流体力学工程运用——航空航天工程运用——建筑水利工程运用——汽车流体力学发展简史第一阶段（16世纪以前）：流体力学形成的萌芽阶段第二阶段（16世纪文艺复兴以后-1

3、8世纪中叶）流体力学成为一门独立学科的基础阶段第三阶段（18世纪中叶-19世纪末）流体力学沿着两个方向发展——欧拉、伯努利第四阶段（19世纪末以来）流体力学飞跃发展第一阶段（16世纪以前）：流体力学形成的萌芽阶段公元前2286年－公元前2278年大禹治水——疏壅导滞（洪水归于河）公元前300多年李冰　　都江堰公元584年－公元610年隋朝　　南北大运河、船闸应用埃及、巴比伦、罗马、希腊、印度等地水利、造船、航海产业发展系统研究古希腊哲学家阿基米德《论浮体》（公元前250年）奠定了流体静力学的基础第二阶段（16世纪

4、文艺复兴以后-18世纪中叶）流体力学成为一门独立学科的基础阶段1586年　斯蒂芬——水静力学原理1650年　帕斯卡——“帕斯卡原理”1612年　伽利略——物体沉浮的基本原理1686年　牛顿——牛顿内摩擦定律1738年　伯努利——理想流体的运动方程即伯努利方程1775年　欧拉——理想流体的运动方程即欧拉运动微分方程第三阶段（18世纪中叶-19世纪末）流体力学沿着两个方向发展——欧拉（理论）、伯努利（实验）工程技术快速发展，提出很多经验公式1769年　谢才——谢才公式（计算流速、流量）1895年　曼宁——曼宁公式（计

5、算谢才系数）1732年　比托——比托管（测流速）1797年　文丘里——文丘里管（测流量）理论1823年纳维，1845年斯托克斯分别提出粘性流体运动方程组（N-S方程）第四阶段（19世纪末以来）流体力学飞跃发展理论分析与试验研究相结合量纲分析和相似性原理起重要作用1883年　雷诺——雷诺实验（判断流态）1903年　普朗特——边界层概念（绕流运动）1933-1934年　尼古拉兹——尼古拉兹实验（确定阻力系数）……流体力学与相关的邻近学科相互渗透，形成很多新分支和交叉学科流体力学空气动力学、超高速气体动力学物理化学流体

6、力学稀薄气体动力学水动力学、船舶流体力学环境流体力学生物流体力学多相流体力学微流体力学……学习流体力学的重要性流体力学是建筑环境与设备工程专业的一门主干专业基础课，它的任务是通过各种教学环节，使大家掌握流体力学的基本理论，计算方法和实验的基本技能，为学习专业课程，从事专业工作和科学研究打下基础。学好流体力学，才能对专业范围内的流体力学现象作出合乎实际的定性判断，进行足够的定量估计，正确地解决专业范围内的流体力学的设计和计算问题.§1.1作用在流体上的力一、质量力质量力指某种力场作用在流体的每一个质点上，大小与受作

7、用的流体质量成正比的力。如重力、惯性力等。单位质量力：单位质量的流体所受的质量力。设在流体中M点附近取质量为△m的微团，其体积为△V，作用于该微团的质量力为△FB，则称极限为作用于M点的单位质量的质量力。单位质量力流体力学中碰到的普遍情况是流体所受的质量力只有重力。重力场中单位质量力质量力特点：作用在流体体积上，随空间位置和时间变化。二.表面力表面力是指作用于流体表面上，大小与作用表面积成正比的力。如：流体压力，流动阻力。尽管流体内部任意一对相互接触的表面上，两部分流体之间的表面力是大小相等，方向相反，相互抵消的

8、。但在流体力学分析问题时，常常从流体内部取出一个分离体，研究其受力状态，这时与分离体相接触的周围流体对分离体的作用的内力变成了作用在分离体表面的外力。表面力是就所研究的流体系统而言的，它可能是周围同种流体对分离体的作用，也可能是另一种相邻流体对其作用，或是相邻固体壁面的作用。二.表面力单位面积上作用的表面力称做表面应力，一般分解为法向应力和切向应力。§1.2流体的主要物理