工程流体力学第一章.ppt

工程流体力学
教材:
《工程流体力学》杨树人主编,石油工业出版社,2006.
参考书目:
《工程流体力学》贺礼清编,石油工业出版社,2004
《化工流体力学》戴干策编著,化学工业出版社,2005
主讲:束忠明
实验16楼104室 64253664
课程学习安排
进度安排:
第1-8周,上课
第8周, 复习
第9周, 考试(闭卷)
作业
每周二上课前交
成绩组成:
平时成绩:(考勤+作业)30%
考试成绩: 70%
绪论
一、工程流体力学的研究内容和研究方法
二、工程流体力学的发展简况
三、工程流体力学在石油工业中的地位和作用
第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用
流体力学:研究流体的运动和平衡的规律以及流体和固体之间相互作用的一门科学。
理论流体力学、水力学、工程流体力学。
一、工程流体力学的研究内容和研究方法
理论流体力学
水力学
侧重于用数学分析方法进行理论探讨
侧重于用物理分析和实验方法进行实用计算
·
工程流体力学
·
从实用角度,对工程中涉及的问题
建立相应的理论基础,并进行计算。
1、研究内容
流体平衡和运动规律;
流体与固体相互作用的基本理论;
解决工程设计和使用问题,比如管路设计,流体输送
2、基本理论
牛顿内摩擦定律
静力学基本方程
连续性方程——质量守恒
伯努利方程——能量守恒
动量方程——动量守恒
工程流体力学的研究对象
流体力学三要素
流体力学基本方程
力(能量)
运动
适合流体的
分析方法
微分形式
积分形式
描述运动的方法
运动学特性
流态特性
输运特性
连续性方程
动量方程
动量矩方程
伯努利方程
能量方程
流体
热力学特性
工程流体力学研究方法
二、工程流体力学的发展简史
十七世纪前,主要是人们在与大自然斗争中的经验总结。例如,我国秦代李冰父子设计建造的四川都江堰工程;
隋代大运河、水车;
汉代张衡发明的水力浑天仪;
古代铜壶滴漏计时等。
公元前287年,阿基米德物体浮力理论的创立者。
第一阶段:经验阶段
十七世纪~十九世纪一些水力原理论著出现, 标志着流体力学的发展进入了理论阶段。
1650: 帕斯卡提出压强传递定律
1686: 牛顿提出流体内摩擦定理
1700—1783:
1717—1783: d’Alembert达朗贝尔—连续性方程
1707—1783: Euler理想流体运动方程
1785—1863: Navier-Stokes粘性流体运动方程
1842—1912: 、紊流
1875—1953: Prandtl在1904年提出边界层理论。
第二阶段:理论阶段
20世纪初至中叶,流体力学理论、实验全面展开, 航空航天迅速发展,紊流,稳定性等。
1904年-1921年,N-S方程的简化,流动摩擦阻力的计算;
1921年,机翼升力的理论,飞机航空动力学的发展;
工业流体力学,实验流体力学,非牛顿流体力学,生物流体力学,多相流体力学,渗流力学,计算流体力学等。
第三阶段:紊流理论
第四阶段:多学科互相渗透及细分