工程流体力学.ppt

2017/7/11
电子教案
《工程流体力学》
2017/7/11
工程流体力学
力学:力学是独立的一门基础学科,主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。力学可粗分为静力学、运动学和动力学三部分。
流体:流体是液体和气体的总称,是由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的,它的基本特征是没有一定的形状和具有流动性。
工程(狭义):以某种设想的目标为依据,应用有关的科学知识和技术手段,通过一群人的有组织的活动,将某个(或某些)现有实体(自然或人造的)转化为有预期使用价值的人造产品的过程。
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绪论
1、流体力学的研究内容及应用
(1)物质的常见存在形态
三种形态:固体、液体和气体,其中液体和气体都属于流体。
(2)流体与固体主要差别
从力学角度来分析,流体与固体的主要差别是抵抗外力的能力不同。固体能够抵抗一定强度的拉力、压力及剪切力;流体承受的力主要为压力,它不能抵抗拉力,静止的流体不能抵抗剪切力。如果对流体施加剪切力,它就会发生连续的变形,这是流体区别与固体的根本标志。
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(3)流体定义
受任何微小切力都会产生连续变形(流动)的物质。
(4)研究对象 流体力学是力学的一个分支,是一门主要研究流体平衡和运动规律及其应用的学科。 如静止的流体对周围固体物质的静压力,运动的流体对处于其中的其他物体产生的作用力等等,这些都属于流体力学的研究范畴。 在机械类专业教学中,工程流体力学是一门技术基础课,它的任务是为学生后续课程及从事专业工作奠定初步的流体力学理论基础。
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(5)应用
①研究大气和海洋运动
②研究各种空间飞行物体
研究河流、渠道和各种管路系统之间的流动
研究流体在工程中的应用
ⅰ水泵、通风机和油压机等,都是以流体作为对象的工作机械;其工作原理、性能和试验,都是以流体力学作为理论基础的;
ⅱ机床、汽车、采矿冶金机械等,广泛采用的液压传动和气压传动,是以流体为工作介质的传动机械;
ⅲ水轮机、汽轮机和喷气发动机,是以流体作为原动力的动力机械
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“蛟龙”号创造的7062米是世界同类载人潜水器最大下潜深度
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2、学科分类及研究方法
(1)学科分类 理论流体力学和工程流体力学。前者偏重数理分析,是连续介质力学的一个组成部分,属于基础科学范畴;后者着眼于工程应用,是工程力学的一个组成部分,属于应用科学范畴。(2)研究方法 分为现场观测、实验室模拟、理论分析、数值计算四个方面。
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3、流体力学的发展
公元前250年,阿基米德提出了浮力定律;
1650年巴斯卡提出了液压中压力传递定律;
1678年牛顿提出粘性流体的剪应力公式;
1732年皮托发明了测量流体总压的皮托管;
1738年伯努利提出了定常不可压缩流体的伯努利定理;
1775年欧拉提出流体运动的描述方法和无粘性流体运动的方程组;
1781年拉格朗日引进流函数概念,提出拉格朗日定理
1904年普朗特建立了边界层理论.
4、课程相关事宜
课程性质:必修
考核方式:考试
成绩评定:
期末(试卷)
平时考核(作业、出勤、实验)
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授课计划:
理论30学时
实验8学时