安徽建筑工业学院环境工程系：《流体力学》PPT教学课件（王造奇）

流体力学多媒体倮件 安徽建筑工业学院环境工程系王造奇

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 流体力学是硏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

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 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

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、巴比伧、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

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

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 769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

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

流体力学的研宠方法 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

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

作用在流体上的力 1质量力:作用在所研究的流体质量中心,与质量成正比 重力惯性力 单位质量力f=Mm=X+万+x m->0m 重力 g

作用在流体上的力 Xi Yj Zk m F f lim m      = = + + →    0 1.质量力：作用在所研究的流体质量中心，与质量成正比 重力 惯性力 单位质量力 重力 g m mg Z = − − =