第3讲节流体学知识基础.pdf

重庆大学 叶丁丁  流体力学是宏观力学的重要分支；  最小研究单元为流体微团。 大禹治水 都江堰 铜壶滴漏 水排（水力鼓风机） 阿基米德 公元前250 年， 《论浮体》中，阿基 米德原理 达芬奇 15世纪，水波、管流、水力机械、 鸟的飞翔原理等问题 流体力学的西方史  1647年，帕斯卡流体静力学定理 1678年，牛顿阻力平方定律、内摩擦定律 1738年，伯努利方程 1775年，欧拉运动方程 流体力学的西方史  1827年，纳维粘性流体的基本运动方程 1845年，斯托克斯严格导出 1883年，雷诺的发现 1904年，普朗特边界层理论 1912年，卡门涡街  航空航天  建筑与环境  石油、化工 汽车  气象科学 海洋  能源动力 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  香蕉球 旋转球体在运动中受力  高尔夫球 边界层理论  船吸现象 伯努利方程  塔科马吊桥 卡门涡街  龙卷风 翼尖涡  流体的特征及主要物理性质  流体力学基本方程  流体流动的两种状态  水锤现象 一、物质的三态 固体、液体和气体 流体和固体的区别： 固体：既能承受压力，也能承受拉力，抵抗拉伸变形； 流体：只能承受压力，一般不能承受拉力，不抵抗拉 伸变形。 流体：在任何微小剪切力作用下都会发生连续变 形的物质。  液体和气体的区别： 1.液体分子间距离小，吸引力大，难于压缩； 气体分子间距离大，吸引力小，易于压缩； 2.液体有一定的体积，存在一个自由液面； 气体能充满任意形状的容器，无一定的体积，不存 在自由液面。  液体和气体的共同点： 两者均具有易流动性，二者统称为流体。 m 密度  lim V0 V  V V c 图1-1 随体积趋于无穷小时流体的密 度特性  连续介质假设：不考虑流体分子间的间隙，把流体 视为由无数连续分布的流体微团组成的连续介质。  流体微团（流体质点）：宏观流体的最小单元，由 足够多的流体分子组成的微观上足够大、宏观上充 分小且在一定时刻占有确定的空间位置的物理实体 。 3 9 微观上足够大：1cm 空气2.7 ×10 molecules分子； 宏观上充分小：相对于流动空间，可视为一个点 The elemental volume must be small enough in macroscope Such a fluid is called a continuum （连续介质） , which simply means