经典流体力学课件-上海交大.ppt

第一章绪论

第二章流体静力学

第三章流体动力学

第四章相似和量纲分析

§4–1相似原理

第五章管中流动

§5-1雷诺实验

§5-2圆管中的层流

§5-3圆管中的湍流

第六章孔口和缝隙流动

第七章气体的一元流动

第一章绪论

§1-1流体力学研究的内容和方法

流体力学研究的主要内容：

1、建立描述流体平衡和运动规律的根本方程；

2、确定流体流经各种通道时速度、压强的分布

规律；

3、探求流体运动中的能量转换及各种能量损失

的计算方法；

4、解决流体与限制其流动的固体壁面间的相互

作用力。

流体力学的研究方法：

1、较严密的数学推理；

2、实验研究；

3、数值计算。

§1-2流体的概念及其模型化

一、流体的物质属性

1、流体与固体

流体：可承受压力，几乎不可承受拉力，承受剪

切力的能力极弱。

易流性——在极小剪切力的作用下，流体就将产

生无休止的〔连续的〕剪切变形〔流动〕，直到

剪切力消失为止。

流体没有一定的形状。固体具有一定的形状。

固体：既可承受压力，又可承受拉力和剪切力，在

一定范围内变形将随外力的消失而消失。

2、液体和气体

气体远比液体具有更大的流动性。

气体在外力作用下表现出很大的可压缩性。

二、流体质点的概念及连续介质模型

流体质点——流体中由大量流体分子组成的，

宏观尺度非常小，而微观尺度又足够大的物理实

体。〔具有宏观物理量、T、p、v等〕

连续介质模型——流体是由无穷多个，无穷

小的，彼此紧密毗邻、连续不断的流体质点所组

成的一种绝无间隙的连续介质。

§1-3流体的主要物理性质

z



一、密度V.M

P(x,y,z)

limMkg/m3

P=

V0V

y

•流体密度是空间位置x

和时间的函数。

M

•对于均质流体：kg/m3

V

二、压缩性

可压缩性——流体随其所受压强的变化而发生

体积〔密度〕变化的性质。

体积压缩率〔体积压缩系数〕：

dV1

k(m2/N)

Vdp

式中：dV——流体体积相对于V的增量；

V——压强变化前(为p时)的流体体积；

dp——压强相对于p的增量。

体积〔弹性〕模量：

1Vdp

K(N/m2)

kdV

K不易压缩。

一般认为：液体是不可压缩的〔在p、T、v变

化不大的“静态”情况下〕。

那么=常数



或:0

txyz

三、液体的粘性

1、粘性的概念及牛顿内摩擦定律

y

流体分子间的内聚力v。

v0

流体分子与固体壁面F

间的附着力。dy