工程流體力學(xué)專業(yè)術(shù)語解釋大全工程流體力學(xué)作為連接理論物理與工程應(yīng)用的橋梁，其專業(yè)術(shù)語體系是理解和解決實(shí)際流動(dòng)問題的基石。準(zhǔn)確把握這些術(shù)語的內(nèi)涵，不僅有助于深入學(xué)習(xí)流體力學(xué)的基本原理，更能在工程實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的分析、計(jì)算與優(yōu)化。本文旨在梳理工程流體力學(xué)中的核心術(shù)語，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊暯顷U釋其定義與工程意義，為相關(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者和學(xué)習(xí)者提供一份實(shí)用的參考。一、流體基本性質(zhì)與概念流體：流體是一種受任何微小剪切力作用都能連續(xù)變形的物質(zhì)，它無法在靜止?fàn)顟B(tài)下承受剪切力。液體和氣體是流體的兩種主要形態(tài)，二者在壓縮性等方面存在顯著差異。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)：該假設(shè)認(rèn)為流體是由連續(xù)分布的質(zhì)點(diǎn)組成，忽略其分子結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性。這使得我們可以運(yùn)用連續(xù)函數(shù)來描述流體的物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，是流體力學(xué)理論分析的基礎(chǔ)。密度：單位體積流體所具有的質(zhì)量，通常用符號(hào)ρ表示。它是描述流體慣性的一個(gè)重要物理量，其大小與流體種類、溫度和壓強(qiáng)有關(guān)。重度（容重）：單位體積流體所受的重力，常用符號(hào)γ表示。在工程應(yīng)用中，重度與密度的關(guān)系為γ=ρg，其中g(shù)為重力加速度。相對(duì)密度（比重）：流體密度與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水的密度之比，是一個(gè)無量綱量，用于比較不同流體的輕重。黏度：黏度是衡量流體抵抗剪切變形能力的物理性質(zhì)，即流體的內(nèi)摩擦特性。動(dòng)力黏度（絕對(duì)黏度）μ直接表征內(nèi)摩擦力的大?。贿\(yùn)動(dòng)黏度ν則為動(dòng)力黏度與密度之比，即ν=μ/ρ，常用于流動(dòng)相似性分析。壓縮性：流體在壓強(qiáng)作用下體積縮小的性質(zhì)。液體的壓縮性通常很小，工程中常忽略不計(jì)；而氣體的壓縮性則較為顯著，其壓縮程度取決于過程是否可視為等溫或絕熱。膨脹性：流體在溫度變化時(shí)體積發(fā)生變化的性質(zhì)，通常用體膨脹系數(shù)來定量描述。二、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)流線：某一瞬時(shí)，在流場中畫出的一條空間曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)處流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向一致。流線形象地描繪了該瞬時(shí)流場的速度分布。跡線：流場中某一特定流體質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。與流線不同，跡線關(guān)注的是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)歷史。流管：在流場中任取一非流線的封閉曲線，過曲線上每一點(diǎn)作流線，這些流線所構(gòu)成的管狀表面稱為流管。流管內(nèi)的流體猶如在一個(gè)無形的管道內(nèi)流動(dòng)。過流斷面：與流管內(nèi)所有流線都垂直的橫截面。過流斷面可以是平面，也可以是曲面，其形狀取決于流線的分布。流量：單位時(shí)間內(nèi)通過某一過流斷面的流體量。根據(jù)計(jì)量方式不同，可分為體積流量（單位時(shí)間通過的流體體積）和質(zhì)量流量（單位時(shí)間通過的流體質(zhì)量）。平均流速：為簡化計(jì)算，假設(shè)過流斷面上各點(diǎn)的流速均勻分布，該假想的流速即為平均流速。它等于體積流量除以過流斷面面積。流速梯度：速度沿垂直于速度方向的變化率，是描述速度分布不均勻程度的物理量，在黏性力計(jì)算中至關(guān)重要。當(dāng)?shù)丶铀俣龋〞r(shí)變加速度）：流場中某一固定空間點(diǎn)上，流體質(zhì)點(diǎn)的速度隨時(shí)間的變化率。它反映了流場的非定常性。遷移加速度（位變加速度）：流體質(zhì)點(diǎn)因所在空間位置的變化而引起的速度變化率。它與流場的不均勻性有關(guān)。三、流體動(dòng)力學(xué)基本原理壓力（壓強(qiáng)）：流體單位面積上所受到的法向作用力，常用符號(hào)p表示。在靜止流體中，同一點(diǎn)各方向的壓強(qiáng)大小相等。帕斯卡原理：在密閉容器內(nèi)，施加于靜止流體上的壓強(qiáng)將等值地傳遞到流體的各個(gè)部分和容器壁上。這一原理是液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)。流體靜力學(xué)基本方程：描述靜止流體中壓強(qiáng)分布規(guī)律的方程。其核心思想是，在重力場中，靜止流體內(nèi)部某點(diǎn)的壓強(qiáng)等于表面壓強(qiáng)加上該點(diǎn)到自由液面的深度與流體重度的乘積。牛頓內(nèi)摩擦定律：當(dāng)流體作層狀流動(dòng)（層流）時(shí)，相鄰流層之間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力與流速梯度和接觸面積成正比，與流體的性質(zhì)有關(guān)（即黏度）。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為T=μA(du/dy)。理想流體：一種假想的無黏性（黏度μ=0）的流體。理想流體模型可簡化流動(dòng)分析，但實(shí)際流體均有黏性。實(shí)際流體：指具有黏性的真實(shí)流體。在流動(dòng)過程中，實(shí)際流體會(huì)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，導(dǎo)致能量損失。控制體：在流場中選定的一個(gè)固定的空間區(qū)域，作為分析流體運(yùn)動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換的對(duì)象?？刂企w的邊界稱為控制面。系統(tǒng)：指流場中確定不變的流體質(zhì)點(diǎn)集合。與控制體不同，系統(tǒng)是隨流體質(zhì)點(diǎn)一起運(yùn)動(dòng)的。動(dòng)量方程：基于牛頓第二定律推導(dǎo)得出，描述流體動(dòng)量變化與作用在流體上的外力之間的關(guān)系。它在計(jì)算流體對(duì)物體的作用力等問題中具有重要應(yīng)用。能量方程（伯努利方程）：描述理想流體在重力場中作定常流動(dòng)時(shí)，沿流線（或微小流束）各點(diǎn)的機(jī)械能（動(dòng)能、勢能、壓力能）之間的轉(zhuǎn)換與守恒關(guān)系。實(shí)際流體的能量方程需考慮能量損失和機(jī)械能的輸入或輸出。四、流動(dòng)狀態(tài)與能量損失層流：流體作層狀流動(dòng)，各流層之間互不混雜，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)則。層流流動(dòng)時(shí)，內(nèi)摩擦力主要由分子間的吸引力造成。湍流（紊流）：流體作不規(guī)則的雜亂流動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)有強(qiáng)烈的橫向摻混，速度大小和方向隨時(shí)間隨機(jī)脈動(dòng)。湍流流動(dòng)時(shí)，內(nèi)摩擦力主要由質(zhì)點(diǎn)間的動(dòng)量交換引起。雷諾數(shù)：一個(gè)無量綱數(shù)，用于判斷流動(dòng)狀態(tài)是層流還是湍流。其表達(dá)式為Re=(ρvd)/μ，其中v為特征速度，d為特征長度。對(duì)于管道流動(dòng)，臨界雷諾數(shù)是判斷流態(tài)的界限。沿程阻力：流體在均勻直管中流動(dòng)時(shí)，由于流體的黏性和管壁的粗糙，沿流程產(chǎn)生的摩擦阻力。沿程水頭損失：由于沿程阻力做功而引起的單位重量流體機(jī)械能的損失，常用符號(hào)hf表示。局部阻力：流體流經(jīng)管道中的閥門、彎頭、突然擴(kuò)大或縮小等局部障礙時(shí)，因流動(dòng)方向或速度大小突然改變而產(chǎn)生的附加阻力。局部水頭損失：由于局部阻力做功而引起的單位重量流體機(jī)械能的損失，常用符號(hào)hj表示。水頭損失：總水頭損失為沿程水頭損失與局部水頭損失之和，即hw=Σhf+Σhj。它是實(shí)際流體流動(dòng)中能量損失的重要體現(xiàn)。莫迪圖：一種表示沿程阻力系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re、相對(duì)粗糙度（ε/d）之間關(guān)系的曲線圖，是工程上計(jì)算沿程水頭損失的重要工具。五、特定流動(dòng)現(xiàn)象與模型邊界層：當(dāng)黏性流體流過固體壁面時(shí)，由于壁面的阻滯作用，緊貼壁面的流體速度為零，在壁面附近形成一個(gè)速度由零迅速增至主流速度的薄層區(qū)域，稱為邊界層。邊界層內(nèi)黏性力不可忽略。邊界層分離：當(dāng)黏性流體流過曲面（如圓柱、機(jī)翼）時(shí)，在一定條件下，邊界層內(nèi)的流體動(dòng)能耗盡，無法繼續(xù)沿著壁面前進(jìn)，導(dǎo)致邊界層脫離壁面，在下游形成漩渦區(qū)，這種現(xiàn)象稱為邊界層分離。分離會(huì)導(dǎo)致形體阻力顯著增加?？ㄩT渦街：當(dāng)流體繞過非流線型物體時(shí)，在特定條件下，物體后方會(huì)交替產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的漩渦，并按一定規(guī)律排列，形成渦街，稱為卡門渦街。渦街的產(chǎn)生會(huì)引起物體的振動(dòng)?？栈寒?dāng)流場中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)降低到等于或低于該溫度下流體的飽和蒸氣壓時(shí)，流體中會(huì)產(chǎn)生大量氣泡（空穴），這種現(xiàn)象稱為空化。氣蝕（cavitationerosion）：空化產(chǎn)生的氣泡隨流體運(yùn)動(dòng)到高壓區(qū)時(shí)會(huì)迅速潰滅，產(chǎn)生巨大的沖擊力和高溫，導(dǎo)致金屬表面出現(xiàn)剝蝕破壞，這種現(xiàn)象稱為氣蝕。量綱分析：一種基于物理量量綱和諧原理，分析物理現(xiàn)象中各物理量之間關(guān)系的方法。它可以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，簡化實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理。相似原理：指導(dǎo)模型實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)。要使模型流動(dòng)與原型流動(dòng)相似，必須滿足幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似，以及初始條件和邊界條件相似。因次（量綱）和諧原理：任何一個(gè)正確的物理方程，其各項(xiàng)的量綱必須相同，即方程兩邊的量綱是和諧一致的。這是量綱分析的理