流体力学(英文版)
Fluid Mechanics
Course Code: 83165000
Course Name: Fluid Mechanics
Course Credit: 3Course Duration: The 3rd Semester
Teaching Object: Undergraduate Students in Space Science
Pre-course:Advanced Mathematics, General Physics
Course Director: Shi Quanqi Lecturer Philosophical Doctor
Course Introduction:
Fluid Mechanics is a foundation course which is used extensively in the engineering .At the same time, it is also a basic course in learning magnetohydrodynamics (MHD)。The course
includes the concept of the continuum, kinematics, the hydrodynamics Equations, the similarity theory and dimensional analysis, and the dynamics of gas flow. Application examples in fields of power source, dynamics, Aviation, machinery, space science and daily life will be introduced. When the students finish this course, they will be able to understand the basic concept, the general theory and the analytical method in Fluid Mechanics, and will know its application in the Space Sciences, engineering, and our daily life.
Course Examination:
Students’ Final Scores = Scores of Ordinary Tests * 30% + Scores of the Final Exam * 70%;
Scores of ordinary tests vary according to students’ performance in class and homework.;
The final exam will be open-book.
Appointed Teaching Materials:
[1] Ding Zurong，Fluid Mechanics，Beijing：China Higher Education Press，2005.
Bibliography:
[1]. Wu Wangyi，Fluid Mechanics，Beijing：Peking University Press，2004.
游泳技术中的力学
游泳技术中的力学 摘要：凡涉及水环境的运动项目，运动员都不可忽视水的一条最重要的自然属性——水是一种流体。在物理学中，研究流体宏观运动的这部分力学称为流体力学。它又可以流体静力学和流体动力学，游泳项目因其必要的水环境与流力学有着不可分割的关系体。好的运动员不是改变水的流体属性，而是借助于水中的各种力来实现自己的水中活动。 关键词：流体力学游泳技术划水阻力推动力 任何一种体育运动最合理最完善 的程度，都必须依照一定的基础原理进 行分析并加以应用，游泳作为一项大众 化的体育项目也是如此。流体力学是游 泳技术力学分析的理论基础。在游泳技 术中，运动员受力情况分析是较为复杂 的这也是为什么游泳中有佼佼者，也有 人却不尽人意。理论与实际存在一定的差异、复杂的受力情况、个人的因素等就把运动员的有用水平分成三六九等。 要想分析游泳技术中的力学问题，首先了解一下水的自然属性： （1）水的压力 水有压力。当人在水中是，如果水的深度超过胸部，就会明显感觉水的压力存在，因为，此时人在水中呼吸变得完全不同于平时在陆上呼吸那样轻松自如，尤其在吸气时感到费力。这种现象就是水的压力在起作用这是水的压力带来的不利之处。在水的压力带来呼吸调整问题的同时由于压力相关的压强为运动员提供了在水中漂浮的条件，根据压强P深度h水的密度ρ之间的关系，即P＝ρgh，上下表面的压强差形成的压力差把人在水中托起。 （2）水的流动性 水具有流动性。在物理学中，运动是相对的，以运动员为参照物，在游泳过程中，人与水之间由于划臂、蹬腿等动作产生相对运动，在水受到力的作用是会给人以反作用力，在力的作用下两者产生性对运动，流速的大小产生不同压强，由于压强差造成的压力差推动运动员运动。 （3）水的密度
流体力学的发展现状
流体力学的发展和现状 作为物理的一部分，流体力学在很早以前就得到发展。在19世纪，流体力学沿着两个方面发展，一方面，将流体视为无粘性的，有一大批有名的力学数学家从事理论研究，对数学物理方法和复变函数的发展，起了相当重要的作用; 另一方面，由于灌溉、给排水、造船，及各种工业中管道流体输运的需要，使得工程流体力学，特别是水力学得到高度发展。将二者统一起来的关键是本世纪初边界层理论的提出，其中心思想是在大部分区域，因流体粘性起的作用很小，流体确实可以看成是无粘的。这样，很多理想流体力学理论就有了应用的地方。但在邻近物体表面附近的一薄层中，粘性起着重要的作用而不能忽略。边界层理论则提供了一个将这两个区域结合起来的理论框架。边界层这样一个现在看来是显而易见的现象，是德国的普朗特在水槽中直接观察到的。这虽也是很多人可以观察到的，却未引起重视，普朗特的重大贡献就在于他提出了处理这种把两个物理机制不同的区域结合起来的理论方法。这一理论提出后，在经过约10年的时间，奠定了近代流体力学的基础。 流体力学又是很多工业的基础。最突出的例子是航空航天工业。可以毫不夸大地说，没有流体力学的发展，就没有今天的航空航天技术。当然，航空航天工业的需要，也是流体力学，特别是空气动力学发展的最重要的推动力。就以亚音速的民航机为例，如果坐在一架波音747飞机上，想一下这种有400多人坐在其中，总重量超过300吨，总的长宽有大半个足球场大的飞机，竟是由比鸿毛还轻的空气支托着，这是任何人都不能不惊叹流体力学的成就。更不用说今后会将出现更大、飞行速度更快的飞机。 同样，也不可能想象，没有流体力学的发展，能设计制造排水量超过50万吨的船舶，能建造长江三峡水利工程这种超大规模工程，能设计90万kW汽轮机组，能建造每台价值超过10亿美元的海上采油平台，能进行气候的中长期预报，等等。甚至天文上观测到的一些宇宙现象，如星系螺旋结构形成的机理，也通过流体力学中形成的理论得到了解释。近年来从流体力学的角度对鱼类游动原理的研究，发现了采用只是摆动尾部（指身体大部不动）来产生推进力的鱼类，最好的尾型应该是细长的月牙型。这正是经过几亿年进化而形成的鲨鱼和鲸鱼的尾型，而这些鱼类的游动能力在鱼类中是最好的。这就为生物学进化方面提供了说明，引起了生物学家的很大兴趣。 所以很明显，流体力学研究，既对整个科学的发展起了重要的作用，又对很多与国计民生有关的工业和工程，起着不可缺少的作用。它既有基础学科的性质，又有很强的应用性，是工程科学或技术科学的重要组成部分。今后流体力学的发展仍应二者并重。 本世纪的流体力学取得多方面的重大进展，特别是在本世纪下半叶，由于实验测试技术、数值计算手段和分析方法上的进步，在多种非线性流动以及力学和其他物理、化学效应相耦合的流动等方面呈现了丰富多采的发展态势。 在实验方面，已经建立了适合于研究不同马赫数、雷诺数范围典型流动的风洞、激波管、弹道靶以及水槽、水洞、转盘等实验设备，发展了热线技术、激光技术、超声技术和速度、温度、浓度及涡度的测量技术，流动显示和数字化技术的迅猛发展使得大量数据采集、处理和分析成为可能，为提供新现象和验证新理论创造了条件。 流体力学是在人类同自然界作斗争，在长期的生产实践中，逐步发展起来的。早在几千年前，劳动人民为了生存，修水利，除水害，在治河防洪，农田灌溉，河道航运，水能利用等方面总结了丰富的经验。我国秦代李冰父子根据“深淘滩，低作堰”的工程经验，修建设计的四川都江堰工程具有相当高的科学水平，反映出当时人们对明渠流和堰流的认识已经达
流体力学中英文对照外文翻译文献
中英文对照外文翻译(文档含英文原文和中文翻译)
14选择的材料取决于于高流动速度 降解或材料由于疲劳，腐蚀，磨损和气蚀故障糜烂一次又一次导致泵运营商成本高昂的问题。这可能通过仔细选择材料的性能以避免在大多数情况下发生。一两个原因便可能导致错误的材料选择：（1）泵输送的腐蚀性液体的性质没有清楚地指定（或未知），或（2），由于成本的原因（竞争压力），使用最便宜的材料。 泵部件的疲劳，磨损，空化攻击的严重性和侵蚀腐蚀与流速以指数方式增加，但应用程序各种材料的限制，不容易确定。它们依赖于流速度以及对介质的腐蚀性泵送和浓度夹带的固体颗粒，如果有的话。另外，交变应力诱导通过压力脉动和转子/定子相互作用力（RSI）真的不能进行量化。这就是为什么厚度的叶片，整流罩和叶片通常从经验和工程判断选择。 材料的本讨论集中在流之间的相互作用现象和物质的行为。为此，在某些背景信息腐蚀和经常使用的材料，被认为是必要的，但是一个综合指南材料的选择显然是超出了本文的范围。在这一章中方法开发出促进系统和一致方法选择材料和分析材料的问题领域。四个标准有关，用于选择材料暴露于高流动速度： 1.疲劳强度（通常在腐蚀环境），由于高的速度在泵本身与高压脉动，转子/定子的相互作用力和交变应力。 2.腐蚀诱导高的速度，特别是侵蚀腐蚀。 3.气蚀，由于已广泛在章讨论。 4.磨耗金属损失造成的流体夹带的固体颗粒。 磨损和汽蚀主要是机械磨损机制，它可以在次，被腐蚀的钢筋。与此相反，腐蚀是一种化学金属，泵送的介质，氧和化学试剂之间的反应。该反应始终存在- 即使它是几乎察觉。最后，该叶轮尖端速度可以通过液压力或振动和噪声的限制。 14.1叶轮和扩散的疲劳性骨折 可避免的叶轮叶片，整流罩或扩散器叶片的疲劳断裂施加领域的状态;它们很少观察到。在高负荷的泵，无视基本设计规则或生产应用不足的医疗服务时，这种类型的伤害仍然是有时会遇到。的主要原因在静脉或罩骨折包括： ?过小的距离（间隙B或比D3*= D3/ D2）叶轮叶片之间扩散器叶片（表10.2）。 ?不足寿衣厚度。 ?不足质量：叶片和护罩之间的圆角半径缺失或过于引起的小，铸造缺陷，脆性材料（韧性不足）热处理不足。 ?可能地，过度的压力脉动引起的泵或系统，第一章。10.3。 ?用液压或声叶轮的固有模式之间共振激发。也可能有之间的一个流体- 结构交互叶轮的侧板，并在叶轮侧壁间隙流动.. 转子/定子的互动和压力脉动章中讨论。10产生交替在叶轮叶片的压力和所述整流罩以及在扩散器叶片。这些应力的准确的分析几乎是不可能的（甚至虽然各组分能很好通过有限元程序进行分析），因为叶轮由不稳定压力分布的水力负荷不能定义。它不仅取决于流在叶轮，集电极和侧壁的差距，同时也对声学现象，并可能在脉动系统（也指章。10.3）。为了开发一致的实证过程评估装载叶轮和扩散器，用于选择叶片和护罩厚度或对所述的损伤的分析中，可以使用下一个均匀的负荷的简单梁的模型作为起点。因此，封闭的叶轮或扩散器的叶片是通过夹紧在两端的梁建模。开式叶轮或扩散器的描述由光束夹紧在一端，但游离在其他。根据表14.1和14.2的计算是基于以下assumptions1： 1.考虑叶片的最后部分中，在所述叶轮出口处的束夹在两者的宽度为X =5×e和跨度L = B2（E =标称叶片端厚度没有可能配置文件）。如果刀片是异形，平均叶片厚度青霉用于确
流体力学发展简史.
流体力学发展简史 流体力学作为经典力学的一个重要分支，其发展与数学、力学的发展密不可分。它同样是人类在长期与自然灾害作斗争的过程中逐步认识和掌握自然规律，逐渐发展形成的，是人类集体智慧的结晶。 人类最早对流体力学的认识是从治水、灌溉、航行等方面开始的。在我国水力事业的历史十分悠久。 4000多年前的大禹治水，说明我国古代已有大规模的治河工程。 秦代，在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程，特别是李冰父子领导修建的都江堰，既有利于岷江洪水的疏排，又能常年用于灌溉农田，并总结出“深淘滩，低作堰”、"遇弯截角，逢正抽心"的治水原则。说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。 西汉武帝（公元前156-前87）时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建了龙首渠，创造性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效地防止了黄土的塌方。 在古代，以水为动力的简单机械也有了长足的发展，例如用水轮提水，或通过简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时（公元37年）曾创造水排（水力鼓风机），利用水力，通过传动机械，使皮制鼓风囊连续开合，将空气送入冶金炉，较西欧约早了一千一百年。 古代的铜壶滴漏（铜壶刻漏）--计时工具，就是利用孔口出流
使铜壶的水位变化来计算时间的。说明当时对孔口出流已有相当的认识。 北宋（960-1126）时期，在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比，约早三百多年。 明朝的水利家潘季顺（1521-1595）提出了"筑堤防溢，建坝减水，以堤束水，以水攻沙"和"借清刷黄"的治黄原则，并著有《两河管见》、《两河经略》和《河防一揽》。 清朝雍正年间，何梦瑶在《算迪》一书中提出流量等于过水断面面积乘以断面平均流速的计算方法。 欧美诸国历史上有记载的最早从事流体力学现象研究的是古希腊学者 阿基米德（Archimedes，公元前287－212），在公元前250年发表学术论文《论浮体》，第一个阐明了相对密度的概念，发现了物体在流体中所受浮力的基本原理──阿基米德原理。 著名物理学家和艺术家列奥纳德达芬奇（Leonardo.da.Vinci,1452－1519）设计建造了一小型水渠，系统地研究了物体的沉浮、孔口出流、物体的运动阻力以及管道、明渠中水流等问题。 斯蒂文（S.Stevin,1548-1620）将用于研究固体平衡的凝结原理转用到流体上。 伽利略（Galileo,1564-1642）在流体静力学中应用了虚位移原理，并首先提出，运动物体的阻力随着流体介质密度的增大和速度
游泳第一章
第一节游泳运动与心肺功能 在影响人体健康的众多因素中，心肺功能占有重要地位，因为它决定着人体的氧供应。氧气从体外进入人体内被人体生命活动所利用的整个过程，必须由心肺功能来完成。游泳时，在水的压力，浮力，阻力等因素的作用下，对人体心肺功能提出了较高的要求。因此，经常进行游泳锻炼，可以使心肺功能得到明显的改善和提高，特别是对仍处于生长发育阶段的青少年学生来说，心肺功能的促进更有益于他们的健康成长。 一、游泳运动能有效地改善心血管系统技能 （1）由于水的浮力，游泳运动成为唯一一项人体以水平姿势进行运动的项目。当人体平卧于水中时，人体的头部、上下肢与心脏在同一水平面上，血液循环处于水平横向流动状态。在水压的作用下，血液从肢体回流至心脏也较为容易，从而增加了心脏容积，增强了心肌搏动的力量，使心脏功能得到充分改善。 （2）游泳时，人体中几乎所有的肌肉群都参与活动，这需要血液源源不断地通过密布的毛细血管把氧气和营养物质输送到肌肉群，这就要求心脏提高工作能力，其结果是促使心肌以及血管壁增厚、弹性加大，心脏每搏输出量增多，从而使心血管系统的功能得到加强。比如，一般人在安静状态下每分钟心脏跳动约66~72次，每搏输出量约60~80毫升；长期参加游泳锻炼的人，心肌发达、心脏收缩能力高，因而他们安静状态下每分钟心跳只有50~60次，每搏输出量却可达到90~120毫升。所以经常参加游泳锻炼的人，心肌不易疲劳，心脏的工作效率大大提高，为从事体力劳动或进行剧烈活动储备了力量。 （3）游泳还可以使血管壁的弹性增强、毛细血管的数量增加，明显的提高循环系统机能，从而使人体保持良好体力，维持良好的健康水平。 （4）从生理角度来看，游泳时身体常受冷水刺激。这种刺激能促使毛细血管急剧收缩，从而能促进血管末梢的血液回流心脏。受其影响，心脏的新鲜血液不断地流至全身，使血液处于良性循环状态，而这种良性循环能够预防血管老化。 二、游泳运动能增强呼吸系统的机能 在各种运动项目中，提高呼吸机能最好的方法就是参加游泳锻炼。这是因为： （1）游泳时人的胸腔和腹部都受水的压力，其中胸腔承受的压力为120~150牛顿，呼吸时必须克服这种压力，从而促使呼吸肌加倍努力工作，以满足游泳运动时人体对氧的需要。这种外界环境的负荷使呼吸肌逐渐发达、强壮，变得更为有力。 （2）游泳时的呼吸节奏与陆上运动的不同。由于受水环境的制约，呼吸次数不宜过多，并需与技术动作保持协调配合，这样就势必要加大呼吸深度才能满足人体对氧的需求。长期的游泳锻炼，可以使呼吸深度增加，肺活量提高。而肺活量的提高反映着肺功能的增强，也就是说，肺活量的增大，能够保证在每次呼吸时，充分吸入氧气，排出二氧化碳，使身体组
流体力学中英文术语
Index 翻译（Fluid Mechanics） Absolute pressure,绝对压力（压强）Absolute temperature scales, 绝对温标Absolute viscosity, 绝对粘度Acceleration加速度centripetal, 向心的convective, 对流的Coriolis, 科氏的 field of a fluid, 流场 force and，作用力与……local, 局部的 Uniform linear, 均一线性的Acceleration field加速度场Ackeret theory, 阿克莱特定理Active flow control, 主动流动控制Actuator disk, 促动盘 Added mass, 附加质量Adiabatic flow绝热流 with friction,考虑摩擦的isentropic,等熵的 air, 气体 with area changes, 伴有空间转换Bemoullii’s equation and, 伯努利方程Mach number relations,马赫数关系式，pressure and density relations, 压力-速度关系式sonic point，critical values, 音速点，临界值，stagnation enthalpy, 滞止焓Adiabatic processes, 绝热过程Adiabatic relations, 绝热关系 Adverse pressure gradient, 逆压力梯度 Aerodynamic forces, on road vehicles, 交通工具,空气动力 Aerodynamics, 空气动力学 Aeronautics, new trends in, 航空学，新趋势 Air空气 testing/modeling in, 对……实验/建模 useful numbers for, 关于……的有用数字 Airbus Industrie, 空中客车产业 Aircraft航行器 airfoils机翼 new designs, 新型设计 Airfoils, 翼型 aspect ratio (AR), 展弦比 cambered, 弧形的 drag coefficient of , 阻力系数 early, 早期的 Kline-Fogleman, 克莱恩-佛莱曼 lift coefficient, 升力系数 NACA, (美国) 国家航空咨询委员会separation bubble, 分离泡 stalls and, 失速 stall speed, 失速速度 starting vortex, 起动涡 stopping vortex, 终止涡 Airfoil theory, 翼型理论 flat-plate vortex sheet theory, 平板面涡理论 Kutta condition, 库塔条件 Kutta-Joukowski theorem, 库塔-儒科夫斯基定理 1
重大流体力学实验1(流体静力学实验)
《流体力学》实验报告 开课实验室：年月日 学院年级、专业、班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 流体静力学实验 指导教 师 教师 评语教师签名： 年月日 一、实验目的 1、验证静力学的基本方程； 2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能； 3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象； 4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。 二、实验原理 流体的最大特点是具有易动性，在任何微小的剪切力作用下都会发生变形，变形必将引起质点的相对运动，破坏流体的平衡。因此，流体处于静止或处于相对静止时，流体内部质点之间只体现出压应力作用，切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面，静压强大小与其作用面的方位无关，只与该点位置有关。 1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等，即：z + p /ρg=c 在重力作用下， 静止流体中任一点的静压强p也可以写成：p=p + ρg h 2、等压面连续的同种介质中，静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时， 静止液体中，位于同一淹没密度的各点的静压强相等，因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时，流体做等加速直线运动，等压面为一斜面；若流体做等角速度旋转运动，等压面为旋转抛物面。 3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准，一种以完全真空时绝对压强 为基准来计量的压强，一种以当地大气压强为基准来计量的压强。
三、使用仪器、材料 使用仪器：盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加 压打气球、减压阀 材 料：水、油 四、实验步骤 1、熟悉一起的构成及其使用方法； 2、记录仪器编号及各点标高，确立测试基准面； 测点标高a ?=1.60CM b ?=-3.40CM c ? =-6.40CM 测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3 3、测量各点静压强：关闭阀11，开启通气阀6，0p =0，记录水箱液面标高0?和测管2液面标高2?（此时0?=2?）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p > 0，测记0?及2?（加压3次）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p < 0（减压3次，要求其中一次，2?< 3?），测记0?及2?。 4、测定油容量 （1）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，加压打气球7，使0p > 0，并使U 形测压管中的油水界面略高于水面，然后微调加压打气球首部的微调螺母，使U 形测压管中的油水界面齐平水面，测记0?及2?，取平均值，计算 0?-2?=H 1。设油的容重为r ，为油的高度h 。由等压面原理得：01p =a H=r h （1.4） a 为水的容重 （2）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，开启放水阀11减压，使U 形管中的水面与油面齐平，测记0?及2?，取平均值，计算0?-2?=H 2。得：02p =-a H 2=(r-a)h （1.5） a 为水的容重 式（1.4）除以式（1.5），整理得：H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)
流体力学英语词汇翻译(2)
流体力学英语词汇翻译(2) 流体力学英语词汇翻译(2)流体力学英语词汇翻译(2)动量厚度momentum thickness 能量厚度energy thickness 焓厚度enthalpy thickness 注入injection 吸出suction 泰勒涡taylor vortex 速度亏损律velocity defect law 形状因子shape factor 测速法anemometry 粘度测定法visco[si] metry 流动显示flow visualization 油烟显示oil smoke visualization 孔板流量计orifice meter 频率响应frequency response 油膜显示oil film visualization 阴影法shadow method 纹影法schlieren method 烟丝法smoke wire method
丝线法tuft method 氢泡法nydrogen bubble method 相似理论similarity theory 相似律similarity law 部分相似partial similarity 定理pi theorem, buckingham theorem 静[态]校准static calibration 动态校准dynamic calibration 风洞wind tunnel 激波管shock tube 激波管风洞shock tube wind tunnel 水洞water tunnel 拖曳水池towing tank 旋臂水池rotating arm basin 扩散段diffuser 测压孔pressure tap 皮托管pitot tube 普雷斯顿管preston tube 斯坦顿管stanton tube 文丘里管venturi tube u形管u-tube 压强计manometer
游泳理论习题
游泳理论习题 1.什么是游泳？ 答：游泳是一种凭借自身肢体动作和水的相互作用力，在水上漂浮前进或在水中潜游，而进行的有意识的技能活动。 2.什么是竞技游泳？ 答：竞技游泳是指有特定技术要求，按游泳竞赛规则规定进行竞赛的游泳运动项目。 3.什么是实用游泳？ 答：实用游泳是指直接为生产、军事、生活服务的游泳活动，包括踩水、侧泳、反蛙泳、潜泳、水上救护、着装洇渡等非竞技游泳。 4.什么是大众游泳？ 答：一种以增强体质为宗旨，以丰富人们文化生活为目的的大众游泳活动，如娱乐游泳、水中游戏、康复游泳、健身游泳等。 5.什么是浮力？ 答：浮力系根据阿基米德定理，物体入水后必排开等量的水，由于水的难以压缩特性，以体积换取等量容积得到水的支撑力是向上的，故称浮力。 6.什么是游泳推进力？ 答：是指游泳时推进人体前进的力。游泳的推进力可划分为，阻力推进力与升力推进力。 7.什么是动作节奏？ 答：一种意义是指动作周期内部技术各环节速度时间比例关系。各项技术有各自的节奏要求，在任何情况下（如频率变化）各阶段速度的对比关系不应有较大或倒置现象，只能按原有对比关系随速度变化按比例增减。 例如：爬泳划水，入水时慢，划水加快，出水时移臂最快，当频率变化时，各阶段速度仍要按此规律增减。 另一种意义既是指一组动作或一阶段动作中不同阶段的速度变化。如前段快后段慢等等。
答：某一完整动作全过程所用的时间。 分为：完整动作周期和单个动作周期。 如：自由泳和仰泳：一臂划水就可以说是单个动作周期。即从左手入水到下一次左手入水的过程。采用交替划水时一个动作周期有两次划水就可以称为完整动作周期。 蛙泳和蝶泳：一个动作周期只有一次划水。 1.秒表计算法：5个动作周期所用的时间除以5。 2.电影片计算法：根据摄影机每秒拍摄影片的格 数和技术动作的格数来计算动作周期的时间。 9.什么是动作频率？ 答：是指单位时间内动作周期（划水、打腿或蹬腿动作）的重复次数。 10.什么是动作效果？ 答：是指每次有效动作身体产生的位移距离。 11.什么是划水次数？ 答：指单位距离内划水的次数。划次越多时频率越快，划步越短。 12.什么是划水距离？ 答：是指一个完整动作周期完成后身体游进的距离，又称划距、划幅或划步。以米/次表示。 13.什么是划步？ 答：指每次划水身体产生的位置移动距离，它取决于划水的效果。在距离一定时，划水次数越少，划步越大。在一定速度时，划次越多，划速越快。以米/次表示。 14.什么是划水速度？ 答：指每次划水或每几次划水所用的时间，时间越短，频率越高，可用秒/次表示。 15.什么是阻力？ 答：物体运动于环境中，受到与运动方向相反的环境力影响，即物体运动的阻力。
流体力学结课论文
谈流体力学的研究内容及发展简史 流体力学是力学的一个独立分支，是一门研究流体的平衡和流体机 械运动规律及其实际应用的技术科学，在许多工业部门中都有着广泛应 用，航空工业中飞机的制造离不开空气动力学；造船工业部门要用到水 动力学，与土建类各专业有着更加密切的关系，了解流体动力学的研究 内容及发展简史对学习流体力学知识具有的一定的引导作用，为以后的 学习铺设台阶，引起学习的兴趣。 流体力学的研究内容 流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都 可遇到流体，所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。 大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的70% 是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等) 乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容。 流体力学既包含自然科学的基础理论，又涉及工程技术科学方面的 应用。此外，如从流体作用力的角度，则可分为流体静力学、流体运动 学和流体动力学；从对不同“力学模型”的研究来分，则有理想流体动力 学、粘性流体动力学、不可压缩流体动力学、可压缩流体动力学和非牛 顿流体力学等。 在流体力学中为简化计算，对流体模型做出了假设：质量守恒;动量 守恒;能量守恒。 在流体力学中常会假设流体是不可压缩流体，也就是流体的密 度为一定值。液体可以算是不可压缩流体，气体则不是。有时也会 假设流体的黏度为零，此时流体即为非粘性流体。气体常常可视为 非粘性流体。若流体黏度不为零，而且流体被容器包围（如管子）， 则在边界处流体的速度为零。 流体的主要物理性质： 1、流体：只能承受压力，一般不能承受拉力与抵抗拉伸变形。液体 有一定的体积，存在一个自由液面；气体能充满任意形状的容器，无一 定的体积，不存在自由液面。 2、流体的连续介质模型 微观：流体是由大量做无规则运动的分子组成的，分子之间存在空隙，但在标准状况下，1cm3液体中含有3.3×1022个左右的分子，相邻分子间的距离约为3.1×10-8cm。1cm3气体中含有2.7×1019个左右的分子，相邻分子间的距离约为3.2×10-7cm。 宏观：考虑宏观特性，在流动空间和时间上所采用的一切特征尺度和特征时间都
流体力学流体的受力分析
（流体力学）流体的受力分析 第一部分? 流体的受力分析 (一) 静力学的研究内容 研究流体在外力作用下处于静止状态时的力学规律。通过受力分析可知：静力学主要是获得静止状态下的压强，即静压强。进一步把面积考虑进去，获得与流体相互作用的固体壁面所受到时的流体作用力。 (二) 控制体的选择 1. 控制体的定义 流场中，用几何边界所围成的固定空间区域称为控制体，它是流体力学的研究对象． 流体静力学中，把控制体又称为隔离体． (三) 流体的受力 控制体中流体质点的受力总体上可分为表面力和质量力两类． 1. 表面力（Surface Force） (1) 定义 通过接触界面作用于控制体中流体质点上的力称为表面力，又称之为接触力．如一容器内盛有水，其中壁面对所盛流体的约束力及作用于液体自由表面的大气压力等都均属于表面力 (3) 实质 ?? 虽然质量力属于“力”的概念，而加速度属于“运动”的概念，但单位质量的质量力就是加速度，在这里＂动＂与＂力＂合二为一． (四) 静止状态及静止状态时的受力分析 1. 静止状态 (1) 含义
相对于所选定的坐标系，流体不移动、不转动及不变形，称为静止状态或平衡状态。 (2) 分类 A. 绝对静止：相对于惯性坐标系，如地面，流体处于静止状态； B. 相对静止：相对非惯性坐标系，流体处于静止状态。 2. 静止状态时的受力分析 (1) 表面力：流体处于静止状态时，内部无相对运动，则流体内部各处切应力为零，流体不呈现出黏性，即表面力中只存在压强。 (2) 质量力：若处于重力场下，单位质量力为重力加速度；若还处于惯性力场下，则单位质量力还应包括惯性加速度等。一般不考虑电磁场作用。 (五) 静压强 1. 含义 流体处于静止状态下所受到的压强，称为静压强，区别于流体运动状态下的所谓动压强。 2. 实质 静压强实际上是流体所受的表面力中的法向应力。 (六) 静压强特性 1. 存在性与方向性。静止流体所受表面力中只存在静压强，其方向总是垂直于作用面，并指向流体内法线方向。 [注意]? 液体自由表面上的表面张力是例外。 2. 各向等值性。静止流体中任一点的压强值在空间各方位上，其大小均相等，它只与该点空间位置有关。
生活中的流体力学
当我们观察生活时可以发现,我们生活在一个流体的世界里。生活离不开流体,同样我们也离不开流体。鹰击长空,鱼翔浅底;许许多多的现象都与流体力学有关。生活中的很多事物都在经意或不经意中巧妙地掌握与运用了流体力学的原理,让其行动变得更灵活快捷。 您发现没有,高尔夫球的表面做成有凹点的粗糙表面,而不就是平滑光趟的表面,就就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小,使流动变为紊流,以减小阻力的实际应用例子。最初,高尔夫球表面就是做成光滑的,后来发现表面破损的旧球反而打的更远。原来就是临界Re数不同的结果。高尔夫球的直径为41、1毫米,光滑球的临界RE数为3、85×E5,相当于自由来流空气的临界速度为135米/秒,实际上由于制造得不可能十分完善,速度要稍微低一些。一般高尔夫球的速度达不到这么大,因此,空气绕流球的情况属于小于临界Re数的情况,阻力系数Cd较大。将球的表面做成粗糙面,促使流动提早转变为紊流,临界RE数降低到E5, 相当于临界速度为35米/秒,一般高尔夫球的速度要大于这个速度。因此,流动属于大于临界Re数的情况,阻力系数Cd较小,球打得更远。乒乓球运动时分离则属于层流分离。 同样在游泳的时候,也受到流体的作用。游泳就是在水中进行的周期性运动。人在水中的漂浮能力与身体所持姿势直接相关。身体保持流线型(吸足气),使重心与水的浮心接近一条直线,就能漂浮较长时
间;如果先吸足气,双臂却紧贴体侧,胸腔虽充足气,但下肢相对上身比重较大,下肢很快就会下沉。因此,游泳不但要充分利用水的浮力,而且要尽量减少失去浮力的时间,如头不要抬得太高,身体不能起伏转 动太大,空中移臂时间宜短等。 游泳者游进时受到相反方向的阻力作用。游泳的阻力包括水的摩擦阻力、波浪阻力与物体的形状阻力。设流线型物体的阻力为1,那么其她形状物体的阻力就大几倍甚至100倍。推进力就是指做臂划水或腿打水(蹬夹水)动作时给水一个作用力,水就给人体一个力量大小相等的反作用力,这个力就叫推进力。游泳就就是靠臂绕肩关节与腿绕髋关节,以复杂的弧线做圆周运动。根据圆周运动的有关原理,角速度相等时,半径越长线速度越大。所以,游泳运动过程中,距肩与髋最远的手与脚的速度最大。臂划水的作用面就是手掌与前臂,腿打、踢水的作用面主要就是脚面与小腿前侧;腿蹬夹水的主要作用面则就是脚与小腿内侧。增加这些部位对水的横切面(如佩带蹼具等),就能产生更大的推进力。 在我们身边来来往往飞驰的汽车,更就是与流体力学的巧妙结合。汽车发明于19世纪末,当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞击,因此早期的汽车后部就是陡峭的,称为箱型车,阻力系数(CD)很大,约为0、8。实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流,称为形状阻力。
流体力学常用英语词汇
流体动力学 fluid dynamics 连续介质力学 mechanics of continuous media 介质 medium 流体质点 fluid particle 无粘性流体 nonviscous fluid, inviscid fluid 连续介质假设continuous medium hypothesis 流体运动学 fluid kinematics 水静力学 hydrostatics 液体静力学 hydrostatics 支配方程 governing equation 分步法 fractional step method 伯努利定理 Bernonlli theorem 毕奥-萨伐尔定律 Biot-Savart law 欧拉方程 Euler equation 亥姆霍兹定理 Helmholtz theorem 开尔文定理 Kelvin theorem 涡片 vortex sheet 库塔-茹可夫斯基条件 Kutta-Zhoukowski condition 布拉休斯解 Blasius solution 达朗贝尔佯廖 d'Alembert paradox 雷诺数 Reynolds number 施特鲁哈尔数 Strouhal number 随体导数 material derivative 不可压缩流体 incompressible fluid 质量守恒 conservation of mass 动量守恒 conservation of momentum 能量守恒 conservation of energy 动量方程 momentum equation 能量方程 energy equation 控制体积 control volume 液体静压 hydrostatic pressure 涡量拟能 enstrophy 压差 differential pressure 流[动] flow 流线 stream line 流面 stream surface 流管 stream tube 迹线 path, path line 流场 flow field 流态 flow regime 流动参量 flow parameter 流量 flow rate, flow discharge 涡旋vortex 涡量 vorticity 涡丝 vortex filament 涡线 vortex line 涡面 vortex surface 涡层 vortex layer 涡环 vortex ring 涡对 vortex pair 涡管 vortex tube 涡街 vortex street 卡门涡街 Karman vortex street 马蹄涡 horseshoe vortex 对流涡胞 convective cell 卷筒涡胞 roll cell 涡 eddy 涡粘性 eddy viscosity 环流 circulation 环量 circulation 速度环量 velocity circulation 偶极子 doublet, dipole 驻点stagnation point 总压[力] total pressure 总压头 total head 静压头 static head 总焓 total enthalpy 能量输运 energy transport 速度剖面 velocity profile 库埃特流 Couette flow 单相流 single phase flow 单组份流 single-component flow 均匀流uniform flow 非均匀流 nonuniform flow 二维流 two-dimensional flow 三维流 three-dimensional flow 准定常流 quasi-steady flow 非定常流 unsteady flow, non-steady flow 暂态流 transient flow 周期流 periodic flow 振荡流 oscillatory flow 分层流 stratified flow 无旋流 irrotational flow 有旋流 rotational flow 轴对称流 axisymmetric flow 不可压缩性 incompressibility 不可压缩流[动] incompressible flow 浮体floating body 定倾中心 metacenter 阻力 drag, resistance
流体力学在游泳池的运用 - 同济大学材料科学与工程学院
流体力学在游泳池的运用 054290 卢婷女子动画 物理学中，研究流体宏观运动的这部分力学，称为流体力学。它分为流体静力学和流体动力学两部分。流体静力学研究流体平衡时力的宏观状态和规律，其主要内容有比重、液体内部压强、浮力和阿基米德定律等。众所周知水的一条最为重要的自然属性──水是一种流体。接下来就分析一下流体力学在游泳池的运用。 流体动力学告诉我们：游泳运动取决于二个基本因素∶我们施加的推进力和我们遭遇到的阻力或者是障碍力。不管我们如何使自己保持身体的流线型，阻力都是难以克服的。这就是说全凭力气游泳并不会使你成为游泳好手，然而知道一些物理知识迟早会派上用场的。 首先让我们分析一下水的自然特性 第一，关于水的粘滞性 流体均具有粘滞性，它产生于分子间相互吸引作用，在流体力学中称为“内聚力”。粘滞性随温度升高而降低，水的粘滞性在260C时为空气的48倍（水＝0.89×10-3牛顿．秒／米，空气=1.83×10-5牛顿．秒／米）。 水在静止时各方向压力平稳，粘滞性不显示作用，当水受到的外力大于水的内聚力时，水层压力产生变化，水分子间的连结被冲散，由于相互吸引关系产生水层磨擦来对抗外力，直至外力被削弱静止。外力越大，内聚力被冲散越严重，分子间磨擦现象越激烈。此即人体或物体在水中运动时构成阻力的根源。游泳时一切动作都会受制于水粘滞性因素形成的阻力作用，它是水环境中力作用的重要因素之一。 第二，关于水的压力： 水有压力。当人站立在齐胸深的水中，就会明显地感受到水的压力存在。因为，此时人在水中呼吸变得完全不同于平时在陆上呼吸那样轻松自如，尤其在吸气时感到费力。这种现象就是水的压力在起作用。压力指垂直作用于物体表面的力。单位面积上受到的压力称为压强。液体内部向任何方向都有压强。在同一深度，向各个方向的压强都相等。深度增加压强也随着增加。液体内部某处的压强p等于那里的深度h跟液体的密度ρ和重力加速g的乘积。即P＝ρgh。因而水的压力也随水的深度增加而增大，水的压强变化如图2－1，人体在水中，上面的水对人体压强小，下面的水对人体压强大，两侧压强相等。这样，上、下压强之差就产生了一种把人托起的力，这种把人向上托起来的力就是浮力。
(完整版)流体力学常用名词中英文对照
流体力学常用名词流体动力学fluid dynamics 连续介质力学mechanics of continuous 介质medium 流体质点fluid particle 无粘性流体nonviscous fluid, inviscid 连续介质假设continuous medium hypothesis 流体运动学fluid kinematics 水静力学hydrostatics 液体静力学hydrostatics 支配方程governing equation 伯努利方程Bernoulli equation 伯努利定理Bernonlli theorem 毕奥- 萨伐尔定律Biot-Savart law 欧拉方程Euler equation 亥姆霍兹定理Helmholtz theorem 开尔文定理Kelvin theorem 涡片vortex sheet 库塔- 茹可夫斯基条件Kutta-Zhoukowski condition 布拉休斯解Blasius solution 达朗贝尔佯廖d'Alembert paradox 雷诺数Reynolds number 施特鲁哈尔数Strouhal number 随体导数material derivative 不可压缩流体incompressible fluid 质量守恒conservation of mass 动量守恒conservation of momentum 能量守恒conservation of energy 动量方程momentum equation 能量方程energy equation 控制体积control volume 液体静压hydrostatic pressure 涡量拟能enstrophy 压差differential pressure 流［动］ flow 流线stream line 流面stream surface 流管stream tube 迹线path, path line 流场flow field 流态flow regime 流动参量flow parameter 流量flow rate, flow discharge 涡旋vortex 涡量vorticity 涡丝vortex filament 涡线vortex line 涡面vortex surface 涡层vortex layer 涡环vortex ring 涡对vortex pair 涡管vortex tube 涡街vortex street 卡门涡街Karman vortex street 马蹄涡horseshoe vortex 对流涡胞convective cell 卷筒涡胞roll cell 涡eddy 涡粘性eddy viscosity 环流circulation 环量circulation 速度环量velocity circulation 偶极子doublet, dipole 驻点stagnation point 总压[ 力] total pressure 总压头total head 静压头static head 总焓total enthalpy 能量输运energy transport 速度剖面velocity profile 库埃特流Couette flow 单相流single phase flow 单组份流single-component flow 均匀流uniform flow 非均匀流nonuniform flow 二维流two-dimensional flow 三维流three-dimensional flow 准定常流quasi-steady flow 非 定常流unsteady flow, non-steady flow 暂态流
生活中的流体力学
生活中的流体力学 姚** 北京科技大学数理学院，北京，100083 Email： Sunday, June 10, 2012 摘要：本文介绍了流体力学的基本定理，牛顿黏性定率，并给出了流体力学在生活中的几个利用的例子。 关键字：流体力学生活牛顿流体 1、牛顿粘性定理和非牛流体 英国科学家牛顿于1687年，发表了以水为工作介质的一维剪切流动的实验结果。实验是在两平行平板间充满水时进行的，下平板固定不动，上平板在其自身平面内以等速U向右运动。此时，附着于上、下平板的流体质点的速度，分别是U和0，如图1-1，两平板间的速度呈线性分布，斜率是黏度系数。由此得到了著名的牛顿黏性定律。[1] 图1-1 牛顿粘性定律 而斯托克斯1845年在牛顿粘性定律的基础上，作了应力张量是应变率张量的线性函数、流体各向同性及流体静止时应变率为零的三项假设，从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程，以及被广泛应用的纳维-斯托克斯方程（简称：纳斯方程）。 后来人们在进一步的研究中知道，牛顿黏性实验定律（以及在此基础上建立的纳斯方程），对于描述像水和空气这样低分子量的简单流体是适合的，而对描述具有高分子量的流体就不合适了，那时剪应力与剪切应变率之间己不再满足线
性关系。为区别起见，人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。人身上的血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”，都属于非牛顿流体。 2、几个生活中流体力学应用的例子 2.1、汽车设计上的流体力学 在我们身边来来往往飞驰的汽车，更是与流体力学的巧妙结合。 以汽车为例，影响和提升汽车的动力特性的装置主要的是它的导流罩。研究表明，在厢式货车上安装导流罩，可以大幅度的降低气动阻力、节省燃料消耗。安装导流罩使得气动阻力系数曲线上的临界雷诺数增大:设置薄壁式的导流罩底边和驾驶室顶面之间的间隙，可以增强导流罩的减阻效果。在厢式货车尾部安装涡流稳定器，可以降低尾涡区内气流能量的消耗，使静压回升，压差阻力减小。 图2-1-1 鱼型图2-1-2 楔型 前上部导流罩装在驾驶室顶上，能将迎面气流导向车顶和侧围，消除或向高出驾驶室顶部以及驾驶室与货箱之间空间的影响。他有三种形式：板罩式，立体式和涡流凹板式，三种形式分别可使气动阻力降低20%~30%，25%~35%，15%~20%，第一种已被大量采用，第二种用得比较广，第三种使用的有限。前下部导流罩和前侧阻翼板，俩者均装在保险杠上，下部导流罩使进入车下的导流不与车下部分突出的构建相互作用，从而可使汽车的气动阻力降低10%~15%。车身前侧导流罩和前侧翼板，这俩种装置都在车身前部分的流线形，可以改善车身部分的流线形，使汽车的气动阻力分别降低10%~15%和5%~10%。 导流罩对卡车的气动特性有很大的影响。卡车要采用辅助措施使其有平滑的过渡面，是其表面外形不易产生涡流。最重要的是导流罩的处理，应由到气流平顺的流过顶盖。厢式货车安装导流罩可使汽车表面的流谱发生重要变化，流谱的改变可大幅度的减小气动阻力，对减阻节能意义重大。[2]