流体力学基础部第一章绪论.ppt

第一章 绪论
§1-1 流体与流体力学
§1-2 连续介质模型
§1-3 流体的密度及粘性
§1-4 作用在流体上的力
§1-5 表面张力
流体力学基础部分
、等离子态和超固态
牛顿流体
油、水、空气等
§1-1 流体与流体力学
一、研究对象
物质状态
固态、液态、气态
第一章绪论
二、发展历史
三、研究方法
四、基本原理
墨翟(前468-前376,战国初)
—《墨经》,浮力现象;
春秋末《考工记》, 利用浮力检查车轮;
沈括(1031-1095)
—《浮漏仪》—漏壶渴鸟(虹吸管);
(1452-1519)
—简单的流体机械,水中的旋涡。
17世纪中叶以前,对流动现象的朴素认识
二、发展历史
流体与流体力学
17世纪末到19世纪末,初步形成独立学科
伽利略(1564-1642)
—力学的实验方法,物体运动阻力
欧拉、伯努利(18世纪)
—流体力学成为一门独立学科
达朗贝尔佯谬
—造船与航空工业提出摩擦阻力问题
—理论与实验的矛盾
流体与流体力学
20世纪初至中叶流体力学迅猛发展
普朗特(1904, 哥廷根大学)
—划时代的边界层理论
(1929)
—加州理工学院航天实验室
20世纪初人类进入航空时代
— 40-50年代跨声障、越热障
— 60年代载人宇宙航行
流体与流体力学
20世纪中叶以后流体力学发展特点
多学科的交叉和渗透
—如能源、环境、生命科学、宇宙探索
从高超声速到复杂流动
—微尺度、大规模,伴随传质、传热
湍流基础研究
—湍流机理和控制湍流
流体与流体力学
1. 实验流体力学
•直接解决生产问题,检验和建立理论;
•发现新现象;
•普适性较差,受到费用和环境限制。
三、研究方法
流体与流体力学
2. 理论流体力学
•明确给出各物理量与流动参数的函数关系;
•建立简化的数学模型时需要一定的假设,
必须证实简化模型的合理性;
•由于数学上的困难,能获得分析解的问题
的数量有限。
流体与流体力学
3. 计算流体力学
•计算机性能提高,计算方法改进,作用
越来越大;
•数值计算是近似方法,需要用实验和分
析的结果验证方法的可靠性;
•数值方法对复杂而又缺乏完善数学模型
的问题是无能为力的。
流体与流体力学
四、基本原理
质量守恒定律
能量守恒定律
牛顿运动定律
热力学定律
流体与流体力学