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流体力学基础课件
目录
CONTENTS
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引言
流体的基本性质
流体静力学
流体动力学基础
粘性流体的运动规律
粘性流体的管道流动
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引言
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主要研究流体在各种力的作用下，流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。
流体力学是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。
流体力学是研究流体（液体和气体）的力学运动规律及其应用的学科。
在航空、航天、航海、水利、机械、化工、环保、生物医学等领域都有广泛的应用。
对于提高能源利用效率、改善环境、保护生态等方面具有重要意义。
流体力学的研究不仅有助于深入认识自然界各种流动现象，还能为工程技术提供重要的理论基础和指导作用。
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掌握流体力学的基本概念、基本原理和基本方法。
培养分析和解决流体力学问题的能力，为后续课程学习和工程实践打下基础。
要求学员具备扎实的数学、物理基础，良好的逻辑思维能力和空间想象能力。同时，需要学员具备一定的实验技能和计算机应用能力，以便更好地理解和应用流体力学知识。
了解流体的物理性质，理解并学会运用流体力学的基本方程。
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流体的基本性质
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流体是指在任何微小剪切力作用下都会发生连续不断变形的物质。
流体的定义
流体可分为液体和气体两大类，液体有一定的体积但没有固定的形状，而气体则既没有固定的体积也没有固定的形状。
流体的分类
流体的连续性假设
流体被看作是由无数多个、无间隙的流体质点所组成的连续介质。
连续性方程
基于质量守恒定律，描述流体运动过程中密度、速度和体积之间关系的方程。
单位体积内流体的质量，反映了流体的紧密程度。
密度
流体在外部压力作用下体积减小的性质，对于液体而言压缩性很小，而对于气体则较为显著。
压缩性
流体抵抗剪切变形的能力，是流体内部摩擦力的一种表现。
粘性
流体传递热量的能力，与流体的温度、密度和导热系数等因素有关。
热传导性
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能量输运
流体在运动过程中，由于温度差异和粘性作用，将热能由内能高的地方传递到内能低的地方。
热量输运
流体在运动过程中，由于温度差异和热传导作用，将热量由高温处传递到低温处。
质量输运
流体在运动过程中，由于浓度差异和扩散作用，将质量由浓度高的地方传递到浓度低的地方。
动量输运
流体在运动过程中，由于内部摩擦力的作用，将动量由流速大的地方传递到流速小的地方。
03
流体静力学
REPORT
流体静压力定义
流体处于静止或相对静止状态时，对与其相接触的固体壁面所产生的压力。
流体静压力特性
流体静压力垂直于作用面且指向作用面内，同一点各方向上静压力大小相等。
压强与压力关系
流体在某一点的静压力与其作用面积之比称为该点的静压强。
欧拉平衡微分方程
描述静止流体中任意一点压力、重力和惯性力之间的平衡关系。
流体静力学基本方程
基于欧拉平衡微分方程，推导出流体静力学的基本方程。
等压面概念
在静止流体中，所有各点压强相等的点组成的面称为等压面。
03
潜水钟原理
潜水钟内气体压力与水深成正比，可用于深海作业中的压力平衡。
01
液位计原理
利用流体静压力相等的原理，通过测量液位高度差来计算容器内液体压力。
02
连通器原理
连通器内同一液面上各点压强相等，利用此原理可测量流体密度或校准压力表。
静压力作用
流体对固体壁面产生的垂直于壁面的作用力，其大小与压强和作用面积有关。
动压力作用
当流体与固体表面相对运动时，流体对固体表面产生的切向作用力，与流体速度、密度和粘性有关。
浮力产生原因
浸没在流体中的物体受到流体向上和向下的压力差，即浮力，其大小与物体排开流体的体积和流体密度有关。
04
流体动力学基础
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流体运动的分类
包括层流和湍流两种基本类型，层流是流体微团沿一定轨迹的有序运动，湍流则是流体微团的无序混乱运动。
流体的定义与特性
流体是能够在剪切力作用下连续变形的物质，具有流动性、可压缩性等特性。
流线与迹线
流线是某一瞬时在流场中绘出的曲线，其上任一点的切线方向与该点流体速度方向一致；迹线是流体质点在空间运动时所描绘出来的曲线。
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根据牛顿第二定律推导出的流体运动微分方程，描述了流体微团的运动与所受外力之间的关系。
牛顿第二定律在流体中的应用
描述粘性流体运动的基本方程，考虑了流体微团的惯性力、压力和粘性力之间的平衡关系。
纳维-斯托克斯方程
描述流体运动过程中能量转化和传递的方程，包括内能、动能和势能之间的转化关系。
能量方程
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粘性流体的运动规律
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粘性流体的定