第1章 流体及其主要物理性质

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1、参考书流体力学课程的考核方法与学习要求工程流体力学《粘性流体动力学》F.MWhite机械工业出版社，1982.考核方法：百分制1991年有英文第二版。1.平时20％；EngineeringfluidEngineeringfluiddynamic《流体力学基础》潘文全机械工业出版社，1982每缺一次作业扣1分（无正当理由，不接受晚交）；每旷课一次扣2分，每迟到一次扣0.5分，无故旷课3次《流体力学》(上、下)吴望一北京大学出版社，1982取消考试资格，上课时间睡觉、吃饭、接手机等扣0.5主讲主讲::俞

2、接成俞接成分。2.期末考试占80％。本课程共56学时，讲解第1～8章教材：《流体力学》景思睿张鸣远编.西安交学习要求：通大学出版社树立良好学风希望大家上课能认真听讲，独立完成作业。第一章流体及其主要物理性质111.1什么是流体力学？¾研究流体（液体、气体）的力学运动规律及其应1概述用的一门科学。111.1什么是流体力学？百度百科：主要研究在各种力的作用下，流体本身1.2学习流体力学的目的的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流1.3流体力学的发展沿革体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。流1

3、41.4流体力学的学习方法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。在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。1.3流体力学的发展沿革121.2学习流体力学的目的131.3流体力学的发展沿革©Archimedes(阿基米德，希腊公元前287～212年）—¾在本专业中的重要地位—浮力假设©LeonardodaVinci（1500,意大利）——一维不可压缩流体力学分为理想流体力学和粘性流体力学（真实是专业基础课、核

4、心课、本专业的考研课程之一，粘性流体的质量守恒方程。流体力学、水力学）也是学习后续课程的基础。©理想流体力学：Euler(1755Euler’sEq.),d’Alembert理想流体力学——无粘性项，数学的完美推导。¾日常生活密切相关。(1752),Laplace(1749-1827),Lagrange(1736-1813),ddAlembert’Alembertparadoxparadox.Bernoulli……大气，海洋，汽车，飞机，球类运动，自来水，©IsaacNewton(1687)——流体

5、阻力，牛顿流体水力学——放弃理论，以试验测量为基础。农业灌溉，虹吸管。。。©Navier（1823）-Stokes（1845）提出的N-S方程。粘性流体力学——加入粘性项©Reynolds(1880)-提出Re数，判别流体流动方式。¾工程上的广泛应用©Prandtl（1904）——边界层理论的提出Prandtl边界层理论的提出才使两者能有机地结合起来。能源动力、石油化工、空调制冷、军事。。。。©Blasius(布拉休斯）——平板边界层的理论解。©E.Buckingham(1914)——量纲分析方法1

6、41.4流体力学的学习方法151.5本书的内容2流体与连续介质模型¾流体（液体与气体）第1章流体及其主要物理性质©从掌握的角度：具有易流动性、粘性和可压缩性。第2章流体静力学学好数学，多看书。理论基础不能承受拉力，在任何剪切力作用下会发生连续不第3章流体运动学基础断的变形，产生流动。©从应试的角度第4章流体动力学基础定义：在任何剪切力持续作用下连续变形的物质。上课认真听讲，独立完成作业。实验研究第5章相似原理与量纲分析从微观角度：流体都是由大量分子组成且处于不断热理想流体第6章理想不可压缩流体的定常

7、流动©注重对物理概念的理解运动状态，它的空间位置和运动速度具有随机性质。第7章通道内的粘性流动实际流体属于经典力学，本质是牛顿定律在流体中的运用。第8章粘性不可压缩流体绕物体的流动流体力学研究流体的宏观平衡和运动规律，所考虑的尺寸远大于分子的平均自由程，因此，需要建立模型进行研究。2流体与连续介质模型3流体的粘性3流体的粘性¾连续介质模型¾粘性¾粘性系数©流体质点流体抵抗剪切变形(或相对动力粘性系数μ，单位：Pa.s,运动)的一种属性。相对于宏观很小，相对于微观，U−1¾牛顿平板实验τ=μ⇒=Pa[

8、]μ⎡⎤s[][Pas]又包含足够多的分子。h⎣⎦⇒=⋅μ©连续介质模型试验结论：©速度呈线性分布运动粘性系数ν，单位：m2/s假设组成流体的最小物质实©摩擦力与速度梯度呈正比Pas⋅Pas⋅2体是流体质点，流体由无限ν=μρ/===N/m⋅sUdukgm/3kg/m33多的流体质点连绵不断地组kgm/Δmτμ=τμ=μ成，质点之间不存在间隙。ρ=limhdy2kg⋅⋅mss/Δ→V0ΔV==ms2/©便于运用数学研究¾牛顿流体与非牛顿流体kkg/m3流体的粘性3流体