流體力學導論第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月能源與動力工程學院2003------2004學年度第一學期熱能與動力工程0104---0105熱能與動力工程0109---0110教師:李光正土木工程與力學學院力學系流體力學教研室第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章----導論§1-1流體力學的研究任務和研究方法§1-2連續(xù)介質假說§1-3流體的密度§1-4流體的粘性§1-5表面張力第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

流體:易于流動的物體

流體力學:宏觀的機械性質;外力作用下平衡及運動規(guī)律易流動性:不能抵抗無論多么小的拉力和剪切力

研究方法理論分析實驗研究數(shù)值計算第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學學科發(fā)展簡介第一時期----17世紀中葉以前特點阿基米德浮力定律漏壺計時水輪機,皮老虎第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第二時期----17世紀末葉至19世紀末葉特點1678年牛頓實驗1738年伯努力方程1752年達朗伯佯謬1775年歐拉運動方程1781年復位勢理論第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第二時期----17世紀末葉至19世紀末葉1823-1845年Novier--Stokes方程1840年泊蕭葉流動1845年亥姆霍茲定理1883年雷諾的發(fā)現(xiàn)1891年速度環(huán)量概念第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第三時期----20世紀初葉至20世紀中葉特點1902年庫塔定理1904年邊界層理論1910-1945年機翼理論與實驗的極大發(fā)展第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第三時期----20世紀初葉至20世紀中葉1912年卡門渦街1921年動量積分關系式1932年熱線流速計1947年電子計算機1954年湍流特性的出色測量第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第四時期----20世紀中葉以后特點前沿--湍流,流動穩(wěn)定性,渦旋和非定常流交叉學科和新分支:

工業(yè)流體力學;氣體力學;環(huán)境流體力學稀薄氣體力學;電磁流體力學;微機電系統(tǒng)宇宙氣體力學;液體動力學;微尺度流動與傳熱地球流體力學;非牛頓流體力學生物流體力學;多相流體力學

物理--化學流體力學;滲流力學和流體機械等第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月幾點結論生產與生活的需要—發(fā)展的動力17世紀中葉以后的三百五十年中—驚人的發(fā)展實驗的作用及其特殊意義研究的前沿—仍需努力我國學者對流體力學發(fā)展的貢獻第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月卡門渦街D美國著名的塔科馬海峽大橋1940年11月7號在八級大風中崩塌,是卡門渦街造成巨大破壞的例子.第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月順風側風側逆風第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月“阻力危機”應用:有‘麻點’的高爾夫球比光滑的阻力小第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)介質假說天衣無縫流體質點連續(xù)函數(shù)連續(xù)介質力學第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

1mm3體積水:3.31019個分子空氣:2.71016個分子10-10mm3體積(相當于一?；覊m體積)空氣:2.7106個分子失效情況:稀薄氣體激波(厚度與氣體分子平均自由程同量級)第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月x0yz·P

*

第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月流體的密度x0yz·P

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體積膨漲系數(shù)

aT=(dv/v)/dT=-(d/)/dTdm=d(v)=0-dv/v=d/彈性模量E=1/k

體積壓縮系數(shù)第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月F=μAU/H=μdu/dyYXU0dyFu+duuH牛頓流體粘性實驗第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月CDBAd

bady即du/dy是流體微團的角變形速率,也稱為剪切應變率稱動力粘性系數(shù),單位為N.s/m2為運動粘性系數(shù),單位為m2/s流體的粘性隨溫度的變化:對液體與氣體因機理不同變化趨勢是不同的第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月表面張力和接觸角P

P0R液體氣體

表面張力:-----單位長度所受拉力接觸角概念:當液體與固體壁面接觸時,在液體,固體壁面作液體表面的切面,此切面與固體壁在液體內部所夾部分的角度稱為接觸角,當為銳角時,液體潤濕固體,當為鈍角時,液體不潤濕固體水與玻璃的=80—90水銀的=1380第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月毛細現(xiàn)象

h

水在玻璃管中上升高度h=29.8/d(mm)水銀在玻璃管中下降高度h=10.5/d(mm)內聚力:液體分子間吸引力附著力:液體與固體分子間吸引力第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)空氣的體積彈性模數(shù)E(a).P(b).T(c).

(d).RT思考題(a)第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)---------是非牛頓流體(a).水(b).空氣(c).血液(d).瀝青思考題(C)(D)第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)流體的粘性與流體的------無關(a).分子內聚力(b).分子動量交換(c).溫度(d).速度梯度思考題(D)第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)溫度升高時表面張力系數(shù)是--------(A)增大(B)減小(C)不變思考題(B)第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)毛細液柱高度h與-----成反比(A)表面張力系數(shù)(B)接觸角(C)管徑(D)粘性系數(shù)思考題(C)第27頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(6)液滴內壓強p與大氣壓強p0之差(p-p0)--------0(a).>0(b).=0(c).<0思考題(A)第28頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

(7)接觸角=?時,流體不濕潤固體(a)120o(b)20o

(c)10o