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流体力学多媒体课件
安徽建筑工业学院环境工程系王造奇
绪论
流体力学是研究流体机械运动规律及其应用的科学,是力学的一个重要分支。
流体力学研究的对象——液体和气体。
流体力学发展简史
流体力学的研究方法
作用在流体上的力
流体的主要物理性质
流体力学的模型
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-18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——深淘滩,低作堰
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
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第二阶段(16世纪文艺复兴以后-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
流体力学的研究方法
理论分析方法、实验方法、数值方法相互配合,互为补充
理论研究方法
力学模型→物理基本定律→求解数学方程→分析和揭示本质和规律
实验方法
相似理论→模型实验装置
数值方法
计算机数值方法是现代分析手段中发展最快的方法之一