流体力学第一.pdf

山东建筑大学热能工程学院 张浩： 电话： Email: qdzhanghao@126.com 流体力学的研究对象 流体力学是近代力学的一大分支，它是研究流体的平衡和机 械运动规律以及流体与周围物体之间相互作用的科学，主要是确 定流体的速度分布，压强分布与能量损失，以及流体与固体相互 间的作用力与作用力矩。 流体力学中研究得最多的流体是水和空气。除水和空气以外 流体还包括作为汽轮机工作介质的水蒸汽、润滑油、石油、含泥 沙的水体、血液、熔化状态下的金属和燃烧后产生的成分复杂的 气体，高温条件下的等离子体等等。 60-2 流体力学在工程中的应用 航空航天航海 海洋平台 潜器 船舶运动 气象云图 浮标 60-3 例一：水利工程－三峡工程 当渲泄洪水时，必须确定校核大坝所能够通过流量，以确 保大坝安全泄洪；或已知泄量，确定大坝的溢流宽度。 60-4 例二：应用高压水射流技术对油井岩石割缝 60-5 例三：汽车阻力来自前部还是后部？ ? 汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞 击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力系数CD很大，约为 0.8。 60-6 例三：汽车阻力来自前部还是后部？ ? 实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力。 60-7 例三：汽车阻力来自前部还是后部？ ? 20世纪30年代起，人们开始运用流体力学原理改进汽车尾部形状，出现甲 壳虫型，阻力系数降至0.6。 60-8 例三：汽车阻力来自前部还是后部？ ? 20世纪50－60年代改进为船型，阻力系数为0.45。 60-9 例三：汽车阻力来自前部还是后部？ ? 80年代经过风洞实验系统研究后，又改进为鱼型，阻力系数为0.3。 ? 以后进一步改进为楔型，阻力系数为0.2。 60-10 例三：汽车阻力来自前部还是后部？ ? 90年代后，科研人员研制开发的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。 经过近80年的研究改进，汽车阻力系数从0.8降至0.137，阻力减小为原来 的1/5 。 目前，在汽车外形设计中流体力学性能研究已占主导地位，合理的外形使 汽车具有更好的动力学性能和更低的耗油率。 60-11 例四：机翼升力来至下部还是上部？ 60-12 足球 乒乓球 羽毛球 排球 网球 例五：大部分竞技体育项 赛艇