碩士學(xué)位課程高等流體力學(xué)AdvancedFluidMechanics

一、課程目標(biāo)及要求

通過對本課程的學(xué)習(xí)，使相關(guān)專業(yè)的研究生掌握較為扎實(shí)的流體力學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)研究生在科學(xué)研究中利用流體力學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問題的能力。

二、課程學(xué)習(xí)要求

要求學(xué)生具有較為扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，修完高等數(shù)學(xué)、普通物理、理論力學(xué)和工程流體力學(xué)等課程。通過自學(xué)、課堂講授的形式，結(jié)合工程實(shí)際問題，掌握本課程的全部內(nèi)容。

高等流體力學(xué)

流體力學(xué)：研究流體在外力作用下宏觀平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及流體與固體之間相互作用規(guī)律的一門科學(xué)。

研究對象：流體，包括液體和氣體。

流體具有的重要物理性質(zhì)：易流動(dòng)性、粘性和可壓縮性。

高等流體力學(xué)本課程的前期學(xué)習(xí)課程為“工程流體力學(xué)”：①流體及其物理性質(zhì)；②流體靜力學(xué)；③流體運(yùn)動(dòng)學(xué)；④流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)；⑤流動(dòng)阻力與水頭損失；⑥壓力管路的水力計(jì)算；⑦一元非定常流動(dòng)與水擊現(xiàn)象。高等流體力學(xué)

作為一般工程應(yīng)用，將流體處理成無粘或稱理想流體，可大大簡化計(jì)算和求解過程。工程流體力學(xué)主要以理想流體輔之以實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)修正來解決工程問題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是大型電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，眾多學(xué)科及工業(yè)領(lǐng)域?qū)α黧w力學(xué)尤其是計(jì)算流體力學(xué)有了新的要求。

高等流體力學(xué)

石油工程、機(jī)械工程、工程力學(xué)、流體力學(xué)等學(xué)科與流體力學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，作為這些領(lǐng)域的研究生，有必要掌握好流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，尤其是粘性流體力學(xué)的基本內(nèi)容，為同學(xué)們在科學(xué)研究中利用流體力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，打下良好的基礎(chǔ)。高等流體力學(xué)課程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

1.場論與張量基本知識(shí)

1.1場的定義及分類

1.2梯度、散度和旋度及其基本運(yùn)算

1.3張量表示法及張量的定義

1.4張量的代數(shù)運(yùn)算

1.5二階張量高等流體力學(xué)課程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

2.流體及其物理性質(zhì)

2.1流體與連續(xù)介質(zhì)模型

2.2流體的壓縮性

2.3流體的粘性

2.4流體的導(dǎo)熱性2.5流體的擴(kuò)散性2.6流體的表面張力高等流體力學(xué)課程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

3.流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

3.1研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法

3.2流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分解

3.3有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)

3.4復(fù)勢理論基礎(chǔ)高等流體力學(xué)課程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

4.流體力學(xué)基本方程

4.1系統(tǒng)和控制體的概念4.2連續(xù)性方程

4.3流體的本構(gòu)方程

4.4粘性流體運(yùn)動(dòng)方程

4.5能量方程

4.6基本方程組及其定解條件

4.7粘性流體運(yùn)動(dòng)的相似律高等流體力學(xué)課程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

5.粘性流體運(yùn)動(dòng)基本性質(zhì)

5.1粘性流體運(yùn)動(dòng)的有旋性

5.2粘性流體運(yùn)動(dòng)的渦旋擴(kuò)散性

5.3粘性流體運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能耗散性高等流體力學(xué)課程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

6.N-S方程的精確解

6.1平行流動(dòng)

6.2運(yùn)動(dòng)平板引起的流動(dòng)主要參考書

1．粘性流體力學(xué)，張梓雄、董曾南，清華大學(xué)出版社，1993；2．流體力學(xué)，吳望一，北京大學(xué)出版社，1982；3．高等流體力學(xué)，費(fèi)