A 流體力學(xué) 緒論

1、Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論1引言引言課程性質(zhì)：課程性質(zhì)：土木工程專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課程土木工程專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課程 任務(wù)：任務(wù)：流體力學(xué)是研究流體宏觀運動規(guī)律的流體力學(xué)是研究流體宏觀運動規(guī)律的一門學(xué)科，其任務(wù)是研究流體靜止和運動的一門學(xué)科，其任務(wù)是研究流體靜止和運動的力學(xué)規(guī)律，研究流體之間、流體與固體之間力學(xué)規(guī)律，研究流體之間、流體與固體之間的的相互作用力，相互作用力，研究流動中質(zhì)量、動量和能研究流動中質(zhì)量、動量和能量的量的轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換關(guān)系。流體包括液體和氣體。流體包括液體和氣體。學(xué)科特點學(xué)科特點 （1 1）力學(xué)

2、分支：力學(xué)規(guī)律）力學(xué)分支：力學(xué)規(guī)律 （2 2）技術(shù)科學(xué)：應(yīng)用）技術(shù)科學(xué)：應(yīng)用Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論2引言引言滾滾長江東逝水 浪花淘盡英雄是非成敗轉(zhuǎn)頭空 青山依舊在 幾度夕陽紅流體無形隨處動 水擊沖固體承動能勢能轉(zhuǎn)化頻 質(zhì)量永不滅 摩擦熱量損臨江仙(楊慎) Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論3應(yīng)用應(yīng)用流體力學(xué)流體力學(xué)海洋海洋 水利水利航空航空航天航天交通運輸交通運輸 環(huán)境環(huán)境 氣象氣象 石油化工石油化工 機械冶金機械冶金 生物生物 水和空氣是

3、地球上廣泛存在的物質(zhì)，所以與流體運動水和空氣是地球上廣泛存在的物質(zhì)，所以與流體運動有關(guān)的問題是很普遍的。流體力學(xué)在許多學(xué)科和工程領(lǐng)域有關(guān)的問題是很普遍的。流體力學(xué)在許多學(xué)科和工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其重要性不言而喻。有著廣泛的應(yīng)用，其重要性不言而喻。 與流體力學(xué)相關(guān)的工程領(lǐng)域和學(xué)科與流體力學(xué)相關(guān)的工程領(lǐng)域和學(xué)科Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論4排球排球足球足球網(wǎng)球網(wǎng)球游泳游泳賽艇賽艇鐵餅鐵餅高爾夫球高爾夫球賽跑賽跑賽車賽車標槍標槍乒乓球乒乓球羽毛球羽毛球大部分競技體育項目與流體力學(xué)有關(guān) 應(yīng)用應(yīng)用好球飄閃憑風(fēng)力，渦流環(huán)繞自

4、相隨好球飄閃憑風(fēng)力，渦流環(huán)繞自相隨 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論5流動現(xiàn)象流動現(xiàn)象黃河之水天上來，奔騰到海不復(fù)回黃河之水天上來，奔騰到海不復(fù)回 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論6流體機械流體機械葉欲靜而風(fēng)不止，電有源頭未足奇葉欲靜而風(fēng)不止，電有源頭未足奇 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論7流動現(xiàn)象流動現(xiàn)象瀑流何以風(fēng)雷激，為有動量落差來瀑流何以風(fēng)雷激，為有動量落差來 Flu

5、id Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論8流動現(xiàn)象流動現(xiàn)象水力發(fā)電水力發(fā)電滾滾江流攜電量，悠悠河水惠萬家滾滾江流攜電量，悠悠河水惠萬家 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論9流動現(xiàn)象流動現(xiàn)象水力發(fā)電水力發(fā)電高峽出平湖，當(dāng)驚世界殊高峽出平湖，當(dāng)驚世界殊 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論10流動現(xiàn)象流動現(xiàn)象云海蒼茫沉百感，蓬萊仙處任我行云海蒼茫沉百感，蓬萊仙處任我行 Fluid Mechanics

6、 and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論11流體機械流體機械Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論12流體機械流體機械Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論13流體力學(xué)是眾多應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)流體力學(xué)是眾多應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。F-15由于空氣動力學(xué)的發(fā)展，人類研制出由于空氣動力學(xué)的發(fā)展，人類研制出3倍聲速的戰(zhàn)斗機倍聲速的戰(zhàn)斗機風(fēng)馳電掣超音速，驀然已過萬重山風(fēng)馳電掣超音速，驀然已過萬重山 Fluid Mechani

7、cs and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論14幻影幻影20002000由于空氣動力學(xué)的發(fā)展，人類研制出由于空氣動力學(xué)的發(fā)展，人類研制出3倍聲速的戰(zhàn)斗機倍聲速的戰(zhàn)斗機Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論15重量超過重量超過3百噸，面積達半個足球場的大型民航客百噸，面積達半個足球場的大型民航客機，靠空氣的支托象鳥一樣飛行，創(chuàng)造了人類技術(shù)機，靠空氣的支托象鳥一樣飛行，創(chuàng)造了人類技術(shù)史上的奇跡。史上的奇跡。鯤鵬展翅九萬里，比翼雙飛海天間鯤鵬展翅九萬里，比翼雙飛海天間 Fluid Mechanic

8、s and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論16利用超高速氣體動力學(xué)，物理化學(xué)流體力學(xué)和稀利用超高速氣體動力學(xué)，物理化學(xué)流體力學(xué)和稀薄氣體力學(xué)的研究成果，人類制造出航天飛機，薄氣體力學(xué)的研究成果，人類制造出航天飛機，建立太空站，實現(xiàn)了人類登月的夢想建立太空站，實現(xiàn)了人類登月的夢想。九天攬月不是夢，逍遙太空何豪雄九天攬月不是夢，逍遙太空何豪雄 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論17航速達航速達30節(jié)，深潛達數(shù)百米的核動力潛艇節(jié)，深潛達數(shù)百米的核動力潛艇五洋捉鱉海王驚，神出鬼沒無蹤影五洋捉鱉海

9、王驚，神出鬼沒無蹤影 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論18排水量達排水量達50萬噸以上的超大型運輸船萬噸以上的超大型運輸船金山銀礦任搬運，蒼海無涯自從容金山銀礦任搬運，蒼海無涯自從容 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論19單價超過單價超過10億美元，能抵御大風(fēng)浪的海上采油平臺億美元，能抵御大風(fēng)浪的海上采油平臺抽采原油巧天工，巍然聳立駭浪中抽采原油巧天工，巍然聳立駭浪中 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力

10、學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論20時速達時速達200公里的新型地效艇等，它們的設(shè)計都建公里的新型地效艇等，它們的設(shè)計都建立在水動力學(xué)，船舶流體力學(xué)的基礎(chǔ)之上。立在水動力學(xué)，船舶流體力學(xué)的基礎(chǔ)之上。長風(fēng)破浪正當(dāng)時，江河行地任縱橫長風(fēng)破浪正當(dāng)時，江河行地任縱橫 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論21用翼柵及高溫，化學(xué)，多相流動理論設(shè)計制造成用翼柵及高溫，化學(xué)，多相流動理論設(shè)計制造成功大型氣輪機，水輪機，渦噴發(fā)動機等動力機械，功大型氣輪機，水輪機，渦噴發(fā)動機等動力機械，為人類提供單機達百萬千瓦的強大動力。為人類提供單機達百萬千瓦的強大

11、動力。汽輪機葉片汽輪機葉片F(xiàn)luid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論22用翼柵及高溫，化學(xué)，多相流動理論設(shè)計制造成用翼柵及高溫，化學(xué)，多相流動理論設(shè)計制造成功大型氣輪機，水輪機，渦噴發(fā)動機等動力機械，功大型氣輪機，水輪機，渦噴發(fā)動機等動力機械，為人類提供單機達百萬千瓦的強大動力。為人類提供單機達百萬千瓦的強大動力。水輪機水輪機Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論23大型水利樞紐工程，超高層建筑，大跨度橋梁大型水利樞紐工程，超高層建筑，大跨度橋梁等的設(shè)計和建造離不

12、開水力學(xué)和風(fēng)工程。等的設(shè)計和建造離不開水力學(xué)和風(fēng)工程。Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論24楊浦大橋夜景楊浦大橋夜景一橋飛架南北，萬點燈火闌珊一橋飛架南北，萬點燈火闌珊 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論2521世紀人類面臨許多重大問題的解決，需要流體世紀人類面臨許多重大問題的解決，需要流體力學(xué)的進一步發(fā)展，它們涉及人類的生存和生活力學(xué)的進一步發(fā)展，它們涉及人類的生存和生活質(zhì)量的提高。質(zhì)量的提高。全球氣象預(yù)報全球氣象預(yù)報（衛(wèi)星云圖）（衛(wèi)星云圖）Flui

13、d Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論26環(huán)境與生態(tài)控制環(huán)境與生態(tài)控制災(zāi)害預(yù)報與控制災(zāi)害預(yù)報與控制Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論27發(fā)展更快更安全更舒適的交通工具發(fā)展更快更安全更舒適的交通工具Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論28流體力學(xué)需要與其他學(xué)科交叉，如工程學(xué)，地學(xué)，流體力學(xué)需要與其他學(xué)科交叉，如工程學(xué)，地學(xué)，天文學(xué)，物理學(xué)，材料科學(xué)，生命科學(xué)等，在學(xué)科天文學(xué)，物理學(xué)，材料科學(xué)，生命

14、科學(xué)等，在學(xué)科交叉中開拓新領(lǐng)域，建立新理論，創(chuàng)造新方法。交叉中開拓新領(lǐng)域，建立新理論，創(chuàng)造新方法。毛細血管流動毛細血管流動材料學(xué)、氣象學(xué)材料學(xué)、氣象學(xué)Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論29流體力學(xué)的發(fā)展流體力學(xué)的發(fā)展起始于灌溉和排澇；萌芽是希臘學(xué)者阿基米德寫的“論浮體”一文；15世紀，達芬奇的著作談到水波、管流、水力機械、鳥的飛翔原理等問題；17世紀，帕斯卡闡明了靜止流體中壓力的概念。 主要發(fā)展是從牛頓時代開始的，牛頓在名著自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中討論了流體阻力、波浪運動等內(nèi)容，使流體力學(xué)開始成為力學(xué)中的一個獨立分支。此后，流

15、體力學(xué)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：古典“流體力學(xué)”：以伯努利所提出的液體運動的能量估計及歐拉所提出的液體運動的解析方法為基礎(chǔ)； 實驗流體力學(xué) ：以實驗方法來制定經(jīng)驗公式； 現(xiàn)代流體力學(xué) ：理論與實踐并重，研究實際流體模型。 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論30流體力學(xué)的發(fā)展流體力學(xué)的發(fā)展主要的流體力學(xué)事件： 1738年瑞士數(shù)學(xué)家伯努利提出了伯努利方程； 1755年歐拉提出理想流體概念，并建立了理想流體基本方程和連續(xù)方程，提出了流體運動的解析方法，并提出了速度勢的概念； 1781年拉格朗日首先引進了流函數(shù)的概念； 1826年

16、法國工程師納維，1845年英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家斯托克斯提出了著名的N-S方程； 1876年雷諾發(fā)現(xiàn)了流體流動的兩種流態(tài)：層流和紊流Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論31流體力學(xué)的發(fā)展流體力學(xué)的發(fā)展主要的流體力學(xué)事件： 1858年亥姆霍茲指出了理想流體中旋渦的許多基本性質(zhì)及旋渦運動理論，并于1887年提出了脫體繞流理論； 19世紀末，相似理論提出，實驗和理論分析相結(jié)合； 1904年普朗特提出了邊界層理論； 20世紀60年代以后，計算流體力學(xué)得到了迅速的發(fā)展。Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與

17、流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論32流體力學(xué)的發(fā)展流體力學(xué)的發(fā)展在我國： 4000多年前 “大禹治水”順水之性，治水須引導(dǎo)和疏通； 秦朝在公元前256公元前210年修建了我國歷史上的三大水利工程 （都江堰、鄭國渠、靈渠）明渠水流、堰流。 古代的計時工具“銅壺滴漏”孔口出流。 清朝雍正年間，何夢瑤在算迪一書中提出流量等于過水?dāng)嗝婷娣e乘以斷面平均流速的計算方法。 隋朝（公元587610年）完成的南北大運河。 隋朝工匠李春在冀中洨河修建（公元605617年）的趙州石拱橋拱背的4個小拱，既減壓主拱的負載，又可宣泄洪水。Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流

18、體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論33流體力學(xué)史上重要人物簡介流體力學(xué)史上重要人物簡介阿基米德阿基米德(約公元前287212)是古希臘物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人。 阿基米德在力學(xué)方面證明了杠桿定律，發(fā)現(xiàn)著名的 阿基米德定律。 阿基米德確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積 以及橢球體、拋物面體等各種復(fù)雜幾何體的表面 積和體積的計算方法。 阿基米德在天文學(xué)方面，認為地球是圓球狀的，并圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)。 作為數(shù)學(xué)家，他寫出了論球和圓柱、圓的度量、拋物線求積、論螺線、論錐體和球體、沙的計算等數(shù)學(xué)著作。作為力學(xué)家，他著有論圖形的平衡、論浮體、論杠桿、原理等力學(xué)著作。 Fluid Mechanic

19、s and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論34流體力學(xué)史上重要人物簡介流體力學(xué)史上重要人物簡介萊昂納多達芬奇 (1452-1519) 意大利文藝復(fù)興時期最負盛名的藝術(shù)大師、科學(xué)家、畫家。 在天文學(xué)上，達芬奇認為地球不是太陽系的中心，而只是一顆繞太陽運轉(zhuǎn)的行星。月亮自身并不發(fā)光，只是反射太陽的光輝。他的這些觀點早于哥白尼“太陽中心說”。他甚至幻想利用太陽能。 在物理學(xué)方面，達芬奇重新發(fā)現(xiàn)了液體壓力的概念，提出了連通器原理。他發(fā)現(xiàn)了慣性原理；還預(yù)示了物質(zhì)的原子原理 。 解剖學(xué)和生理學(xué)上，被認為是近代生理解剖學(xué)的始祖。他掌握了人體解剖知識，研究了生理學(xué)和醫(yī)學(xué)。他最

20、先采用蠟來表現(xiàn)人腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。他發(fā)現(xiàn)了血液的功能，認為血液對人體起著新陳代謝的作用。研究過心臟，并畫出了心臟瓣膜。 達芬奇的研究和發(fā)明還涉及到軍事和機械方面，他發(fā)明了飛行機械、直升飛機、降落傘、機關(guān)槍、手榴彈、坦克車、潛水艇、雙層船殼戰(zhàn)艦、起重機等等。 他還在數(shù)學(xué)領(lǐng)域和水利工程等方面作出了重大的貢獻。 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論35流體力學(xué)史上重要人物簡介流體力學(xué)史上重要人物簡介牛頓牛頓 （16431727）英國物理學(xué)家，數(shù)學(xué)家，天文學(xué)家。經(jīng)典物理學(xué)理論體系的建立者。 17世紀牛頓研究了運動物體在流體中受到的阻力，

21、得到阻力與流體密度、物體迎流截面積和運動速度的平方成正比的關(guān)系。他還提出粘性流體運動時的內(nèi)摩擦力公式，即牛頓粘性定律。 牛頓是微積分發(fā)明人之一。他創(chuàng)立了級數(shù)近似法以及一般的二項式展開定理，創(chuàng)立了微分（正流數(shù)）法，研究了顏色理論和積分（反流數(shù)）法。 牛頓還研究了重力問題，并把重力理論推廣到月球的運行軌道上去。 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論36流體力學(xué)史上重要人物簡介流體力學(xué)史上重要人物簡介伯努利伯努利 （1700 1782 ）瑞士物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、醫(yī)學(xué)家。1721年取得醫(yī)學(xué)碩士學(xué)位，25歲時就應(yīng)聘為圣彼得堡科學(xué)院的數(shù)學(xué)

22、院士。8年后回到瑞士的巴塞爾，先任解剖學(xué)教授，后任動力學(xué)教授，1750年成為物理學(xué)教授。 伯努利的貢獻涉及到醫(yī)學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)等各個方面。(1)1738年出版了流體動力學(xué)一書。書中用能量守恒定律解決流體的流動問題，寫出了流體動力學(xué)的基本方程， 即”伯努利方程”，提出了“流速增加、壓強降低”的伯努利原理。(2) 他提出把氣壓看成氣體分子對容器壁表面撞擊而生的效應(yīng)，建立了分子運動理論和熱學(xué)的基本概念，并指出了壓強和分子運動隨溫度增高而加強的事實。(3) 他和歐拉還共同研究柔韌而有彈性的鏈和梁的力學(xué)問題及弦和空氣柱的振動。(4)他曾因天文測量、地球引力、潮汐、磁學(xué)、洋流、船體航行的穩(wěn)定、土星和木星的不

23、規(guī)則運動和振動理論等成果而獲獎。（5）在數(shù)學(xué)方面，有關(guān)微積分、微分方程和概率論等，他也做了大量而重要的工作。Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論37流體力學(xué)史上重要人物簡介流體力學(xué)史上重要人物簡介歐拉歐拉 （17071783）瑞士數(shù)學(xué)家。他的研究內(nèi)容非常廣泛，涉及數(shù)學(xué)、行星運動、剛體運動、熱力學(xué)、彈道學(xué)、人口學(xué)、建筑、音樂、哲學(xué) 。 歐拉不但在數(shù)學(xué)上作出偉大貢獻，而且把數(shù)學(xué)用到了幾乎整個物理領(lǐng)域。歐拉和其他數(shù)學(xué)家創(chuàng)立了微分方程這門學(xué)科還研究了函數(shù)用三角級數(shù)表示的方法和解微分方程的級數(shù)法等等。 歐拉引入了空間曲線的參數(shù)方程，給

24、出了空間曲線曲率半徑的解析表達式，建立了曲面理論。其著作關(guān)于曲面上曲線的研究是微分幾何發(fā)展史上的一個里程碑。歐拉在分析學(xué)上的貢獻不勝枚舉。如他引入了函數(shù)和B函數(shù)，證明了橢圓積分的加法定理，最早引入了二重積分等等。數(shù)論作為數(shù)學(xué)中一個獨立分支的基礎(chǔ)是由歐拉的一系列成果所奠定的。他還解決了著名的組合問題：柯尼斯堡七橋問題。在數(shù)學(xué)的許多分支中都常常見到以他的名字命名的重要常數(shù)、公式和定理。 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論38普朗特（18751953），德國物理學(xué)家。他在大學(xué)時學(xué)機械工程，后在慕尼黑工業(yè)大學(xué)攻彈性力學(xué)，1900年

25、獲得博士學(xué)位。1901年在機械廠工作，發(fā)現(xiàn)了氣流分離問題。后在漢諾威大學(xué)任教時，用自制水槽觀察繞曲面的流動，3年后提出邊界層理論，建立繞物體流動的小粘性邊界層方程，以解決計算摩擦阻力、求解分離區(qū)和熱交換等問題。奠定了現(xiàn)代流體力學(xué)的基礎(chǔ)。普朗特在固體力學(xué)方面也有不少貢獻。他的博士論文探討了狹長矩形截面梁的側(cè)向穩(wěn)定性。1903年提出了柱體扭轉(zhuǎn)問題的薄膜比擬法。他繼承并推廣了塑性流動的研究。普朗特還解決了半無限體受狹條均勻壓力時的塑性流動分析。著有普朗特全集、流體力學(xué)概論，此外還與O.G.蒂瓊合寫應(yīng)用水動力學(xué)和空氣動力學(xué)（1931）等。 普朗特在氣象學(xué)方面也有創(chuàng)造性論著。流體力學(xué)史上重要人物簡介流體

26、力學(xué)史上重要人物簡介普朗特在流體力學(xué)方面的其他貢獻有：風(fēng)洞實驗技術(shù)。機翼理論。湍流理論。此外還有亞聲速相似律和可壓縮繞角膨脹流動，后被稱為普朗特-邁耶爾流動。Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論39流體力學(xué)及其任務(wù)1 流體的特性 易流動性； 力學(xué)上只能承受壓力，一般不能承受拉力，靜止時不能承受切力； 流體也是物質(zhì)的一種基本形態(tài)，遵循自然界一切物質(zhì)運動的普遍規(guī)律。質(zhì)量守恒動量守恒能量守恒動力平衡Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論40 研究方法理論分析、實驗

27、研究和數(shù)值計算相結(jié)合。三個方面是互相補充和驗證，但又不能互相取代的關(guān)系。基本假設(shè)基本假設(shè) 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 解析表達解析表達 理論分理論分析析數(shù)值計算數(shù)值計算 實驗研究實驗研究 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 數(shù)值模型數(shù)值模型 數(shù)值解數(shù)值解 模型試驗?zāi)Ｐ驮囼?量測數(shù)據(jù)量測數(shù)據(jù) 換算到原型換算到原型 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論41優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點理論分析對 流 動 機 理 解 析 表達，因果關(guān)系清晰。 受基本假設(shè)局限，少數(shù)情況下才有解析結(jié)果。 實驗研究模型試驗 直接測量流動參數(shù)，找到經(jīng)驗性規(guī)律。 成本高，對量測技術(shù)要求高，不易改變

28、工況，存在比尺效應(yīng)。 數(shù)值計算擴大理論求解范圍，成本低，易于改變工況，不受比尺限制。 受理論模型和數(shù)值模型局限，存在計算誤差。 Fluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論42流體力學(xué)的屬性流體力學(xué)的屬性1 流體的密度和容重33(kg/m ) ;(N/m )mGVV均質(zhì)流體：3300lim(kg/m ) ;lim(N/m )VVmGVV 非均質(zhì)流體：g vdVzyxM),(密度密度density的單位為千克每立方米（的單位為千克每立方米（kg/m3）。）。常用液體的密度：常用液體的密度：4oC時水的密度時水的密度水水=1000kg/m3；常溫下水銀的密度常溫下水銀的密度汞汞=13600kg/m3。體積為體積為V、質(zhì)量為、質(zhì)量為 mFluid Mechanics and Machinery流體力學(xué)與流體機械流體力學(xué)與流體機械A(chǔ)緒緒 論論43作用在流體上的力作用在流體上的力1 表面力 表面力分布在流體面上，是一種接觸力。定義表面力的面積密度，即單位面積上流體所承受的表面力為應(yīng)力。APTA 法向力面上的表面力，、切