流体力学导论

工程流体力学A概论

四、主观题 33.简述流体的形态特征和力学特征。 答：形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34. 一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数 Pa，金属测压计中心和容器内 液面分别比A点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强和相对压强。答： 35. 如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A点的真空 压强及真空度。答：

36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度 为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C 至闸 门下端B的距离 x。 答： 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵 头形心高程为 256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。 答： 38.如图所示盛水（重度为）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知

测压管水位高出球顶 H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。 答： 39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B 两点高差400 mm ，U 形水银差压计读数=300mm ，管流速度m/s，相对压强， ，试求相对压强和 A 、B 两断面间的机械能损失。 答： 40.如图所示，为测流需要，在宽度m的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底抬高

0.3m 。若测得抬高前的水深为1.8m ，抬高后水面降低0.12m ，水头损失经率定按抬高 后流速水头的一半计算，试求渠道流量。 答： 四、主观题 19.为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征，拟取线性比尺进行水工模型实验。已知原型涵洞的宽度m ，高度m ，洞内设计水深m和设计流速m/s 。试确定模型的几何尺寸和模型流量 答：

流体力学教学大纲

《流体力学》教学大纲 一、课程名称 1. 中文名：流体力学 2. 英文名：Fluid Mechanics 二、课程管理院（系） 三、大纲说明 1.适用专业、层次 环境工程专业，本科。 2.学时与学分数 总学时为64学时，总学分为3学分。 3.课程的性质、目的与任务 流体力学是环境工程专业及其相近专业的一门学科基础课程，属工程科学，是用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。研究方法主要是因次论指导下的实验研究法、数学模型法、参数归并和过程分解与组合。本课程强调工程观点、定量运算、实验技能、设计能力和模拟优化能力的训练，强调在理论和实际的结合中，提高分析问题、解决问题的能力。 本课程理论教学主要研究连续性方程、能量方程和动量方程的基础理论及具体的工程应用。通过本课程的学习，使学生熟悉流体力学的基本概念和基本方程，掌握在环境工程和科学领域中的应用途径和处理方法，具备解决环境工程中流体力学问题的能力。 4. 先行、后续课程 本课程是学生在具备了必要的高等数学、物理、理论力学等基础知识之后必修的技术基础课，是水污染控制工程、大气污染控制工程、给排水工程、水控课程设计、毕业设计的基础。 5.考试方式与成绩评定 考试方式：笔试（闭卷）。 成绩评定：笔试70％，平时成绩30％。 四、纲目 （上册） 1绪论（3学时） [教学目的] 了解流体力学的研究内容及发展简史，掌握流体的主要物理性质和流体的连续介质模型，掌握流体的主要物理性质和作用在流体上的力。 [教学重点与难点] 流体的物理性质；流体的连续介质模型。 [教学时数] 3学时 [教学方法与手段] 在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。本章内容是学生学习流体力学这门课的基础，是流体力学的“门槛”。因此，必须联系生产及生活实际，使学生首先在思想上明确认识，对这门课产生兴趣，使学生认识到流体力学理论在生产和生活实际中的应用是无所不在的。[教学内容] 1.1工程流体力学的任务及其发展简史 1.2连续介质假设，流体的主要物理性质 连续介质假设；流体的主要物理性质 1.3作用在流体上的力

大学工程流体力学实验-参考答案

流体力学实验思考题 参考答案 流体力学实验室二○○六年静水压强实验1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？测压管水头指z p ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当p B 0 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 p B 0 ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2 液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而 言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管 4 中，该平面以上的水体亦为真 空区域。 （3）在测压管5 中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4 液面高于小水杯液面高度相等。3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0 。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5 油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0 ，由式w h w 0h0 ，从而求得0 。4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水， 0.073N m ，0.0098N m3。水与玻璃的浸润角很小，可以认为cos 1.0。 于是有 h 29.7 d （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10 mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质 不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角较大，其h 较普通玻璃管小。如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5．过C 点作一水平面，相对管1、2、5 及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2 及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5 个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5 与水箱之间不符合条件（4），相对管5 和水箱中的液体而言，该水平面不是水平面。

国内外流体力学研究机构

国内外流体力学研究机构 分类：标签：字号大中小订阅 .北京航空航天大学流体力学研究所 包括国家计算流体力学重点实验室（由李椿萱院士和张函信院士主持）和流体力学开放实验室 . 美国布朗大学流体机械研究中心 了解流体机械的诸多方面 .美国公司技术服务中心 美国一个著名的计算流体服务机构，解决计算和工程问题的专家 .英国大学研究中心 主要介绍的在各个领域的应用。 .欧洲流体湍流及燃烧研究协会（, ） 领导管理欧洲的流体，湍流及燃烧方面的科研教育和工业的联合组织。 .美国国家航空和宇宙航行局 的各项动态和进展，信息很多。 . 加拿大计算流体力学学会( ) 介绍计算流体力学的进展和应用 . 免费软件下载中心( ) 免费软件下载() . 美国普林斯顿大学空气动力学实验室( ) 进行流体力学的前沿研究 . 澳大利亚大学湍流研究所( ) 进行湍流的理论和实验研究及应用 . 美国大学超音速中心( )

介绍超音速材料,实验测量及超音速的计算 . 美国流体动力学研究中心( () ) 流体力学研究中心 . 美国大学流体力学研究实验中心（教授领导）( ) 主要研究涡,湍流和分离流动及其应用 . 荷兰科技大学流体力学实验室( ) 流体力学和热传导的科研和教育机构,主要研究涡,湍流及空气动力学 . 美国公司() 研究流体力学,热力学,自动控制和测量设备的工业公司研究领域包括,实验,理论及流体机械设备 .瑞士机械及机械处理工程能源系统试验室( , , ) 内容：研究建筑物内的空气流动，燃烧，能源和环境问题。 .瑞士机械及机械处理工程涡轮机械试验室( , , ) 提供研究及人员信息的摘要。 .瑞士机械工程压力机械及流体力学实验室(, , ) 介绍流体力学实验室()在方面的工作。 .瑞士机械及机械处理工程实验室( , ) 流体力学,能源系统，燃烧，涡轮机械等。 .英国大学航空学院计算中心, , 算法研究，类牛顿方法，加速收敛，跨音速激波控制，高超音速加热，激波边界层干扰，湍流模型，超音速涡流等。 提供,超级计算机或高性能机的计算软件 .美国航空软件开发公司( )

建环导论

一、简述本专业的内涵和外延的发展历史及其与经济社会发展的关系。 ①随着全球社会经济发展形势的变化，基于人类对自身健康和生活质量的重视、能源危机、区域和全球环境恶化的特点，教育部在98年把专业名称从“供热、通风与空调工程”改为“建筑环境与设备工程”。至此以来，它的外延和内涵就发生了深刻的变化。专业范围从以前的暖通空调设备扩展为建筑设备（建筑暖通空调、建筑给排水、建筑智能化及部分电气自动化）、燃气工程、建筑节能与环境等方面的内容：建筑环境与设备工程专业以功程热力学、传热学、流体力学、热质交换原理与设备和建筑环境学等课程为基础，主要利用最少的能源消耗，通过建筑设备创造的良好的建筑室内环境，同时尽量减少建筑对室内环境（包括区域和环球环境）的影响。建筑环境与设备工程专业是供暖、通风、空调、建筑给排水、建筑电气、燃气等专业环境的内容合并整合而成，在建筑环境、智能建筑、建筑电气、建筑节能和可持续发展等领域有了新的延伸和发展，专业的内涵深了，外延广了。这要求我们立足于建筑领域，考虑建筑队人类健康舒适的影响，研究最优化使用建筑和设备的问题；同时，又涉及到使用建筑和建筑设备的过程中所消耗的能源问题以及对区域环境全球环境的影响问题。 ②基于人类发展生产和基本生活的需要，建筑业和房地产业是我国国民经济发展中的支柱产业，是国民经济和社会发展的重要基础。特别是随着我国目前城乡生活水平提高，城市化进度加快，建筑业和房地产成为发展最快的领域之一。因此，建筑行业具有很好的发展前景，在国民经济中占有重要地位。现代建筑的功能已不再是只有遮风挡雨的基本要求，没有健全的建筑设备并发挥正常功能的建筑，没有水、电、燃气、空调等人工环境系统的建筑，是不完整的，无法再现代社会发挥建筑的功能。纵观人类文明的发展史，人类总是将自己的文明成果最

《流体力学》教学大纲

《流体力学》教学大纲 课程编号: B0 课程名称：流体力学 英文名称：Fluid Mechanics 适用专业：建筑环境与设备工程 总学时：66+6 学分： 一、本课程的性质、目的和任务 本课程是建筑环境与设备工程等专业的主干基础课程。其任务是使学生掌握流体平衡和运动的基本概念、基本原理和基本计算方法，并了解一些流动现象的本质。通过本课程的学习，学生应掌握一定的分析、判断、计算和实验能力，为继续学习本专业后续课程，从事专业工作和科学研究奠定基础。 二、课程教学的基本要求 （1）流体的主要物理性质掌握流体的各种力学性质。 （2）流体静力学掌握流体平衡状态下的压强分布规律及压强计算。 （3）流体运动的基本概念和一元动力学分析掌握恒定总流连续性方程、能量方程和动量方程，描述流体运动的方法，能量方程的物理意义和几何意义。 （4）流体微团运动分析了解流体微团的运动特征，掌握有旋流动与无旋流动的判别，确定速度势函数和流函数。 （5）相似原理和因次分析掌握相似原理和因次分析方法，模型律。 （6）流动阻力和能量损失掌握层流和紊流特征，阻力变化规律及能量损失计算。 （7）管路流动掌握管网计算基础。 （8）边界层理论基础与绕流运动了解边界层概念和悬浮速度。 （9）紊流射流掌握紊流射流的结构，几何特征、运动特征和动力特征。 （10）一元气体动力学基础了解一元恒定气流的基本方程，绝热管流和等温管流流量计算。 三、课程教学基本内容 （1）流体的主要物理性质 流体的（易）流动性、惯性、黏性、压缩性和热胀性等；连续介质假设、牛顿流体、无黏流体、不可压缩流体等理论模型；作用在流体上的力：质量力和表面力。 （2）流体静力学 流体静压强及其特性，流体静压强的分布规律，流体静压强的计算基准和量度单位，液柱式测压计，作用于壁面上的液体总压力，流体平衡微分方程，液体的相对平衡。 （3）流体运动的基本概念和一元动力学分析 描述流体运动的方法，流体运动的基本概念，连续性方程，恒定元流能量方程，恒定总流能量方程，能量方程的物理意义、几何意义及应用，恒定气流能量方程，恒定总流动量方程。 （4）流体微团运动分析 流体微团运动分析，有旋流动，不可压缩流体连续性微分方程，粘性流体运动微分方程（即纳维-斯托克斯方程），理想流体运动微分方程（即欧拉方程）及其积分，有旋流动与无旋流动，速度势函数和流函数。 （5）相似原理和因次分析 力学相似性原理，相似准数：欧拉数、弗诺得数、雷诺数、马赫数等，模型律，因次分析法：雷立法

流体力学_环境自测题

《流体力学》自测题 第1章绪论 一．思考题 1.为什么说流体运动的摩擦阻力是摩擦阻力？它与固体运动的摩擦和有何不同？ 2.液体和气体的粘度随温度变化的趋向是否相同？为什么？ 3.不可压缩流体定义是什么？在实际工程应用中，通常可把什么流体作为不可压缩流体处 理？ 二．选择题（单选） 1.作用于流体的质量力包括（）。 （a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；(d)表面力。 2.比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受单位质量力Ｚ水和Ｚ汞的大小（）。 （a）Ｚ水﹤Ｚ汞; （b）Ｚ水=Ｚ汞; （c）Ｚ水﹥Ｚ汞; (d)不定。 3.单位质量力的国际单位是（）。 （a）Ｎ；（b）Ｐa （c）N/m (d) m/s2 4.与牛顿摩擦定律直接有关的因素是（）。 （a）切应力和压强；(b) 切应力和剪切变形速度； (c) 切应力和剪切变形；(d) 切应力和流速。 5.水的动力粘度随温度的升高（）。 （a）增大；(b) 减小；(c)不变；(d)不定。 6.流体运动粘度 的国际单位是（）。 （a）m2/s; (b) N/m2; (c)kg/m; (d)N．s/m2 7.以下作用在流体上的力中不是表面力的为（）。 (A) 压力(B) 剪切力(C) 摩擦力(D) 惯性力 8. 液体在两块平板间流动，流速分布如图所示，从中取出A、B、C三块流体微元，试分析：（1）各微元上下两平面上所受切应力的方向；（2）定性指出哪个面上的切应力最大？哪个最小？为什么？

第2章流体静力学一. 复习思考题 1．试述静止流体中的应力特性。 2．怎么认识流体静力学基本方程 p z C g ρ +=的几何意义和物理意义？ 3．绝对压强、相对压强、真空度是怎样定义的？相互之间如何换算？4．何谓压力体？怎样确定压力体？ 5．液体的表面压强（以相对压强计） 00 p≠时，怎样计算作用在平面或曲面上的静水总压力？ 二. 选择题(单选) 2-1 静止液体中存在（）。 (a) 压应力(b) 压应力和拉应力(c ) 压应力、切应力(d) 压应力、拉应力和切应力2-2 相对压强的起点是（）。 (a) 绝对压强(b) 1个标准大气压(c) 当地大气压(d) 液面大气压 2-3金属压力表的读值是（）。 (a) 绝对压强(b) 相对压强(c) 绝对压强加当地大气压(d) 相对压强加当地大气压2-4某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。 (a) 65000Pa (b) 55000Pa (c) 35000 Pa (d) 165000 Pa 2-5绝对压强p abs与相对压强p、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是（）。 (a) p abs=p+p v(b) p=p abs+p a(c) p v=p a-p abs(d) p=p v+p a 2-6在密闭容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为（）。 (a) p1=p2=p3(b) p1＞p2＞p3(c) p1＜p2＜p3(d) p2＜p1＜p3

重庆大学流体力学教学大纲

重庆大学流体力学教学大纲 一、课程名称：流体力学 二、课程代码： 三、课程英文名称：FLUID MECHANICS 四、课程负责人：龙天渝 五、学时和学分：80学时 4.5学分 六、课程性质：必修课程 七、适用专业：建筑环境与设备工程 八、选课对象：本科生 九、预修课程：高等数学 工程力学 十、使用教材：龙天渝、蔡增基编.流体力学.中国建筑工业出版社，2004 十一、参考书目： 李玉柱编..工程流体力学（上、下册）.清华大学出版社，2007 屠大燕编.流体力学与流体机械.中国建筑工业出版社，1999 刘鹤年编.水力学.中国建筑工业出版社，1999 Clayton T.Crowe, et al. Engineering Fluid Mechanics. 7th ed. New York: John Wiley & Sons,2001 十二、开课单位：城市与环境工程学院 十三、课程的目的和任务： 本课程是建筑环境与设备工程专业的一门主要的技术基础课。它的主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法；培养学生分析、解决问题的能力和实验技能，为学习后继课程，从事工程技术工作，科学研究以及开拓新技术领域，打下坚实的基础。 十四、课程的基本要求： 1.绪论 了解本课程在专业及工程中的应用，理解作用在流体上的力，理解流体主要物理性质，特别是粘性和牛顿内摩擦定律，理解连续介质、不可压缩流体及理想流体的概念。 2.流体静力学 理解静压强的特性，掌握静力学基本方程、等压面以及液体中压强的计算、测量与表示方法，掌握总压力的计算方法，理解液体的相对平衡。 3.一元流体动力学基础 理解描述流体运动的两种方法，理解流动类型和流束与总流等相关概念，掌握总流连续性方程、能量方程和动量方程及其应用。 4.流动阻力和能量损失 掌握粘性流体的两种流态及判别准则，理解圆管层流的运动规律，理解紊流特性、处理方法和紊流切应力，理解沿程能量损失的成因和阻力系数的变化规律，掌握沿程能量损失的计算方法，理解局部能量损失的成因，掌握局部能量损失的计算方法。 5.孔口管嘴管路流动 掌握孔口、管嘴出流的计算方法；掌握简单管路、串、并联管路的水力计算。 6.气体射流 理解无限空间气体紊流射流的基本特性，了解圆断面与平面等温、温差、浓差射流的计算方法。 7.不可压缩流体动力学基础 了解流体微团运动的基本形式与微元分析法，理解无旋流动和有旋流动，理解流体连续性微分方程，理解质点导数，了解纳维— 斯托克斯方程及其各项的物理意义，了解不可压缩粘性流体紊流运动的时均方程。 8.绕流运动 掌握速度势函数、流函数和流网，理解附面层概念、附面层分离现象，理解绕流阻力和升力，掌握悬浮速度的计算方法。 9.一元气体动力学基础 理解声速、马赫数等基本概念，掌握一元恒定等熵气流的基本特性和基本方程，了解可压缩气体在等截面有摩阻管

《高等流体力学》复习题

《高等流体力学》复习题 一、基本概念 1． 什么是流体，什么是流体质点？ 2． 什么是流体粘性，静止的流体是否具有粘性，在一定压强条件下，水和空气的粘性随着温度的升高 是如何变化的？ 3． 什么是连续介质模型？在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？ 4． 给出流体压缩性系数和膨胀性系数的定义及表达式。 5． 简述系统与控制体的主要区别。 6． 流体静压强的特性是什么？绝对压强s p 、计示压强（压力表表压）p 、真空v p 及环境压强（一般 为大气压）a p 之间有什么关系？ 7． 什么是理想流体，正压流体，不可压缩流体？ 8． 什么是定常场，均匀场，并用数学形式表达。 9． 分别用数学表达式给出拉格朗日法和欧拉法的流体加速度表达式。 10． 流线和迹线有何区别，在什么条件下流场中的流线和迹线相重合？ 11． 理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力是否无粘性？为什么？ 12． 试述伯努利方程()2 2p V Z C g g ψρ++=中各项的物理意义，并说明该方程的适用条件。 13． 流体有势运动指的是什么？什么是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？ 14． 什么是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？（什么样的流体具有流函数？） 15． 平面流动中用复变位势描述的流体具有哪些条件（性质）？ 16． 伯努利方程2 2p V Z Const g g ρ++=对于全流场均成立需要基于那些基本假设？ 17． 什么是第一粘性系数和第二粘性系数？在什么条件下可以不考虑第二粘性系数？stokes 假设的基本 事实依据是什么？ 18． 为推出牛顿流体的本构方程，Skokes 提出了3条基本假设，分为是什么？ 19． 作用在流体微团上的力分为那两种？表面应力ij τ的两个下标分别表示？ij τ的正负如何规定？ 20． 从分子运动学观点看流体与固体比较有什么不同？ 21． 试述流体运动的Helmhottz 速度分解定律并给出其表达式。 22． 流体微团有哪些运动形式？它们的数学表达式是什么？ 23． 描述流体运动的基本方法有哪两种？分别写出其描述流体运动的速度、加速度的表达式。

环境流体力学

环境流体力学 环境流体力学是环境类各专业的一门主要基础课,同时又是一门实用性强的技术基础科学。实践证明理论联系实际是学习环境流体力学行之有效的学习方法,在这方面水力学实验(实训)起着不可替代的重要作用。如水力计算中应用较广泛的谢才公式、水跃长度计算公式等等,完全是建立在大量实验研究基础上而产生的经验公式。在现代水力学的研究和发展中,水力学理论分析,数值计算和实验研究二者互为补充、相互促进,形成研究水力学的二个重要方面。 在众多解决环境问题的工作中都会涉及到流体流动的问题。广义来说，环境流体力学包括研究所有和环境有关的流体运动的知识；但从狭义来说，则其中重要而普遍的部分，即污染物质宰各种水域和大气中扩散与输移的规律为主要内容。 由于流体运动所导致的对含有物质的扩散，输移作用总占重要地位而需要先行分析清楚，这在排放口近区主要是射流运动性质，在远区则属随流扩散性质。一般研究常从简单情况出发，先不考虑污染物质的存在对流动的影响，即把它作为一种标志物质即示踪物质来分析，而将污染物质的特性部分另行专门处理。 由于紊流和扩散的密切关系，以及对环境流动已有不少引用较精确的紊流模型进行分析，故首先介绍基础流体力学和水力学课程很少涉及的紊流基础知识，然后介绍扩散理论，剪切流中的离散，紊动射流（包括浮力羽流和浮射流）分层流以及地下水中弥散等方面较专门的基础理论和分析方法，以为分析各种环境流体域中物质的扩散，混合与输移问题的基础。 一、紊流脉动的能量方程： 从紊流的总能量方程： _____2' '111()()()()()222j j i i i i i j i i i j j j j i j i j j u u u u u q p p u u u u u u u t t x x x x x x x x γγρρ- ------- ??????????+=-+++-+-??????????'''''2'()()(3.21)j j i i i j j i i i j j j j i j i j u u u u u u u u u q u x x x x x x x x γγ-----????????-++-+???????? 式中2'''2'2'2123i i q u u u u u ==++ 中减去时均流动部分的能量方程（3.22）

《流体力学》教学大纲

《流体力学》教学大纲 第一章绪论 了解流体力学的任务、与科学及工程技术的关系、在推动社会发展中的作用；了解流体力学的研究方法。 第二章流体及其物理性质 理解质点、质元概念和连续介质假设；理解流体的主要物理性质，特别是易变形性和粘性；掌握牛顿粘性定律和粘度计算；了解无粘性流体与粘性流体、可压缩流体与不可压缩流体分类。 第三章流动分析基础 理解描述流体运动的数学方法，理解描述流体运动的几何方法；掌握流线和迹线方程；掌握流体质点导数表达式；了解流体的变形特性；理解流体分类，掌握层流和湍流判别。 第四章微分形式的基本方程 理解微分形式的连续性方程；理解作用在流体之上的力；理解N-S 方程及其意义；掌握静止重力流体中的压强分布规律及计算；了解运动流体中的压强分布特点。 第五章积分形式的基本方程 掌握积分形式的连续性方程及其应用；掌握伯努利方程及其应用；掌握积分形式的动量方程及其应用；了解动量矩方程和能量方程。 第六章量纲分析与相似原理 掌握量纲分析法及其应用；理解相似概念和相似原理；掌握重要的相似准则数及应用。 第七章流体的平衡 掌握流体静力学基本方程；了解相对平衡问题；掌握静止流体对平壁和曲壁总压力计算；了解浮力和稳定性。 第八章不可压缩粘性流体平面势流 了解无粘性流体无旋流动一般概念；掌握速度势、流函数概念和计算；理解平面势流和基本解；了解绕机翼和叶栅的平面势流。 第九章不可压缩粘性流体内流

了解管道入口段流动；理解二元平板间粘性流动；掌握圆管泊肃叶公式及其应用；了解湍流概念；掌握圆管沿程损失计算；理解局部损失概念；了解明渠均匀流。 第十章不可压缩粘性流体外流 理解边界层概念和普朗特边界层方程；掌握边界层厚度计算；掌握无压强梯度平板边界层近似计算；理解边界层分离概念；理解绕流物体阻力；了解自由湍流射流。 第十一章可压缩流体流动基础 理解声速、马赫锥与激波概念；掌握等熵流伯努利方程和气动函数计算；理解一维变截面管定常等熵流动；了解摩擦与热交换等截面管道流；掌握正激波气动函数计算；了解二维超声速流动。

流体力学概述.

流体力学概述 经管学院经济学系冷静054105 风是怎样形成的，河水为什么有时和缓有时湍急，庞然大物的飞机是如何如飞鸟一样翱翔蓝天的……自然界中，生产、生活中，有很多看似简单，却不容易解释的现象。其实他们中很多要应用流体力学的知识来解释。而流体力学本身也是经过了漫长的发展、探索才形成了今天这样完善、严谨的体系。 流体力学是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用和流动的规律。流体力学中研究得最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。此外，在气象、水利的研究，船舶、飞行器、叶轮机械和核电站的设计及其运行，可燃气体或炸药的爆炸，以及天体物理等许许多多的问题中，都会广泛地用到流体力学知识。随着科学技术的飞速发展，许多现代科学技术所关注的问题都不可避免的要用到流体力学的知识，同时他们也促进了流体力学不断地发展。 一、流体力学的形成及简要发展过程 任何一门学科的形成都包含了成千上万的科学家苦心钻研的成果，也包含了对以前成果的继承和创新。回顾流体力学的漫长发展史，对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是古希腊伟大的数学家、物理学家阿基米德，他建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定了流体静力学的重要基础，流体力学的万丈高楼才得以在其基础上建立起来。但另人扼腕的是，此后千余年间，流体力学没有重大发展和突破。直到15世纪，我们熟知的在许多学科都颇有建树的意大利画家达·芬奇在其著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题；17世纪，帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。 流体力学，尤其是流体动力学作为一门严密的科学，与力学的关系是密不可分的。因此，它是随着经典力学建立了速度、加速度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才真正逐步形成的。“17世纪，力学奠基人牛顿研究了在流体中运动的物体所受到的阻力，得到阻力与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。他针对粘性流体运动时的内摩擦力也提出了牛顿粘性定律。”［1］

CFD基础(流体力学)

第1章CFD 基础 计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)是流体力学的一个分支，它通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的有关信息，实现了用计算机代替试验装置完成“计算试验”，为工程技术人员提供了实际工况模拟仿真的操作平台，已广泛应用于航空航天、热能动力、土木水利、汽车工程、铁道、船舶工业、化学工程、流体机械、环境工程等领域。 本章介绍CFD一些重要的基础知识，帮助读者熟悉CFD的基本理论和基本概念，为计算时设置边界条件、对计算结果进行分析与整理提供参考。 1.1 流体力学的基本概念 1.1.1 流体的连续介质模型 流体质点(fluid particle)：几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 连续介质(continuum/continuous medium)：质点连续地充满所占空间的流体或固体。 连续介质模型(continuum/continuous medium model)：把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型：u =u(t,x,y,z)。 1.1.2 流体的性质 1. 惯性 惯性(fluid inertia)指流体不受外力作用时，保持其原有运动状态的属性。惯性与质量有关，质量越大，惯性就越大。单位体积流体的质量称为密度(density)，以r表示，单位为kg/m3。对于均质流体，设其体积为V，质量为m，则其密度为 m ρ=(1-1) V 对于非均质流体，密度随点而异。若取包含某点在内的体积V?，其中质量m ?，则该

点密度需要用极限方式表示，即 0lim V m V ρ?→?=? (1-2) 2. 压缩性 作用在流体上的压力变化可引起流体的体积变化或密度变化，这一现象称为流体的可压缩性。压缩性(compressibility)可用体积压缩率k 来量度 d /d /d d V V k p p ρρ =-= (1-3) 式中：p 为外部压强。 在研究流体流动过程中，若考虑到流体的压缩性，则称为可压缩流动，相应地称流体为可压缩流体，例如高速流动的气体。若不考虑流体的压缩性，则称为不可压缩流动，相应地称流体为不可压缩流体，如水、油等。 3. 粘性 粘性(viscosity)指在运动的状态下，流体所产生的抵抗剪切变形的性质。粘性大小由粘度来量度。流体的粘度是由流动流体的内聚力和分子的动量交换所引起的。粘度有动力粘度μ和运动粘度ν之分。动力粘度由牛顿内摩擦定律导出： d d u y τμ= (1-4) 式中：τ为切应力，Pa ；μ为动力粘度，Pa ?s ；d /d u y 为流体的剪切变形速率。 运动粘度与动力粘度的关系为 μ νρ = (1-5) 式中：ν为运动粘度，m 2/s 。 在研究流体流动过程中，考虑流体的粘性时，称为粘性流动，相应的流体称为粘性流体；当不考虑流体的粘性时，称为理想流体的流动，相应的流体称为理想流体。 根据流体是否满足牛顿内摩擦定律，将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。牛顿流体严格满足牛顿内摩擦定律且μ保持为常数。非牛顿流体的切应力与速度梯度不成正比，一般又分为塑性流体、假塑性流体、胀塑性流体3种。 塑性流体，如牙膏等，它们有一个保持不产生剪切变形的初始应力0τ，只有克服了这个初始应力后，其切应力才与速度梯度成正比，即 0d d u y ττμ=+ (1-6) 假塑性流体，如泥浆等，其切应力与速度梯度的关系是

流体动力学

kobehstan 2012-05-12 lz 既然是机械设计制造及其自动化专业出身，想必三大力学（理论力学，材料力学，结构力学）都学过了，那你现在学流体力学方向难度其实也不大，很多本科力学专业（偏固体方向或工程力学方向）在本科对流体力学的学习，也就就一门《工程流体力学》或粗浅一些的《水力学》，如果再好点也就学了《流体力学》（偏理论一些）。对于在本科阶段学了很多流体方向课程的，要么是力学专业在本科就划分流体方向的（清华大学等），要么就是本科专业和飞行器有关的（西工大等）。其他国内的许多高校的力学专业在本科阶段都是以固体为主，他们与你相比在流体力学课程上也就多一门课程，而且一般学的也很粗浅，因为本科阶段大多都不学张量，所以不容易深入的教授流体力学（当然他们对力学的认识会比你强，毕竟力学课程除了三大力学还要比你多学不少力学相关的专业课及数学课程）。 研究生阶段： 《流体力学》课程，当然是核心课程，也是入门课程，国内首推吴望一的《流体力学》上下册，北大版还便宜！参考：周光炯的流体力学上下册；流体力学(中科大)-庄礼贤（相比前者，更简介，数学要求更高，更难些），国外的经典，流体力学概论（英文版）普朗特，还有流体力学(Frank_M_White-4Ed)。 要想学好流体力学这一门课程，估计你要把《数学物理方法》（包括数学物理方程和复变函数）学一下，还要学一下《张量分析》《量纲分析》等，当然这些数学课程对你整个流体力学方向的学习都意义重大！这些课程在研究生阶段一般都要学习的，提前了解下更好。（数学物理方法，力学专业本科一般都学，其他两个因学校而异） 以流体力学为中心，可以辐射出更深入的专向课程，粘性流体，无粘流体，湍流理论等等。 一般学完流体力学还要学习《空气动力学》，也有反过来顺序学的。然后还要学一门重要的《计算流体力学》，安德森的computational fluid dynamics 不错，很适合入门，当然如果你以后如果是流体方向下的数值模拟相关的方向，那你对计算流体力学的学习这本书就太单薄了。 如有一时没想到的或者说的不恰当的，还望其他虫友指正:P 三章 流体动力学基本方程和基本概念 综述 下一节 第一节 描述流体运动的两种方法及基本概念 C-20 运输机 3.1.1系统和控制体 在分析流体运动时 , 主要有两种方式：第一种是描述流场中每一个点的流动细节，另一种是针对一个有限区域，通过研究某物理量流入和流出的平衡关系来确定总的作用效果，如作用在这个区域上的力， 力矩，能量交换等等。其中前一种方法也称为微分方法而后者被称为积分方法或“控制体”方法。 我们知道，力学的基本物理定律都是针对一定的物质对象来陈述的。在流体力学中，这个对象就是系统（ System ）。所谓系统，是指某些确定的物质集合。体系以外的物质称为环境。体系的边界定义为把体系和环境分开的假想表面，在边界上可以有力的作用和能量的交换，但没有质量的通过。体系的边界随着流体一起运动。 所谓控制体 (Control Volume) ，是指被流体流过的、固定在空间的一个任意体积，占据控制体的流体是随时间改变的，控制体的边界叫做控制面，它总是封闭的表面。根据所研究对象的运动情况，控制体主要有三种类型，他们分别为静止、运动和可变形，其中前两种控制体为固定形状，如图 3.1 所示。本书仅考虑刚性的、没有运动的控制体。

环境流体力学实验指导书

实验一静水压强实验 （一）实验目的 1、测定静止液体中某点的静水压强，加深对静压公式p=p0+γh的理解； 2、测定有色液体的重度，并通过实验加深理解位置水头，压强水头及测压管水 头的基本概念，观察静水中任意两点测压管水头Z+p/γ=常数。 p=p0+γh 式中：P——被测点的静水压强； P0——水箱中水面的表面压强； γ——液体重度； h——被测点在表面以下的竖直深度。 可知在静止的液体内部某一点的静水压强等于表面压强加上液体重度乘以该点在液面下的竖直深度。 （四）实验步骤 1、打开密封水箱E顶上空气阀门a，此时水箱内水面上的压强p0=p a。观察各测压连通管内液面是否平齐，如果不齐则检查各管内是否阻塞并加以勾通。 2、读取A点、B点的位置高度Z A、Z B。

3、关闭空气阀门a，转动手柄，抬高长方形小水箱F至一定高度，此时表面压力P0＞P a，待水面稳定后读各测压管中水位标高▽=▽I（I=1、2、3、 4、5），并记入表中。 4、在保持P0＞P a的条件下，改变长方形小水箱F高度，重复进行2-3次。 5、打开空气阀门a，使水箱内的水面上升，然后关闭空气阀门a，下降长方形小水箱。 6、在P0＜P a的条件下，改变水箱水位重复进行2-3次。 （五）对表中数据进行分析 单位：mm

实验二 伯努利方程式的验证 一、实验目的 1．熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其相互转换关系，在此基础上掌握柏努利方程； 2．观察不可压缩流体在管内流动时流速的变化规律，并验证伯努利方程； 3．观察各项压头的变化规律； 4．加深对流体流动过程基本原理的理解。 二、实验原理 对于不可压缩流体，在导管内作定常流动，系统与环境又无功的交换时，若以单位质量流体为衡算基准，则对确定的系统即可列出机械能衡算方程： 若以单位重量流体为衡算基准时，则又可表达为 不可压缩流体的机械能衡算方程，应用于各种具体情况下的作适当的简化，例如： (1) 当流体为理想液体时，于是式(1)和(2)可简化为 (2) 当液体流经的系统为一水平装置的管道时，则(1)和(2)式又可简化为 (3) 当流体处于静止状态时，则(1)和(2)式又可简化为 (1) 222 2221211∑+++=++f h p u gZ p u gZ ρρ(2) 2222221211f H g p g u Z g p g u Z +++=++ρρ(3) 2222221 211ρρp u gZ p u gZ ++=++(4) 2222221211g p g u Z g p g u Z ρρ++=++(5) 2222 2121 f h p u p u ∑++=+ρ ρ(6) 2222 221211f h g p g u Z g p g u Z ∑+++=++ρρ(7) 2 211ρρ/p gZ /p gZ +=+(8) 2211g /p Z g /p Z ρρ+=+

流体力学实验报告(环境)

实验 能量方程（伯诺里方程）实验 一、常数（仪器编号： ） 水箱液面高程▽0 cm ，上管道轴线高程▽上 = cm 。 D 1= cm ；D 2= cm ；D 3= cm ；（D 4= cm 。） 表5—1 231（2）标“* ”者为毕托管测点（测点编号见图5—2）。 （3）测点2、3为直管均匀流段同一断面上的两个测压点，10、11为弯道非均匀流段同一断面上的两个测点。 二、记录表格 表5—2 测记)(γ p z + 数值表（基准面选在标尺的零点上） 单位：cm 三、计算表格 表5-3计算数值表 （1）流速水头

（2）总水头)2(2 g av p z ++γ 四、绘制上述成果中最大流量下的总水头线E-E 和测压管水头线P-P （轴向尺寸参见图5-2， 总水头线和测压管水头线可以绘在图5-2上）。 提示： 1、P-P 线依表5-2数据绘制，其中测点10、11、13数据不用； 2、E-E 线依表5-3（2）数据绘制，其中测点10、11数据不用； 3、在等直径管段E-E 与P-P 线平行。 图5-2 五、成果分析及结论： 六、思考题： 1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？

2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 3、测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 4、试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。 5、毕托管所显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都略有差异，试分析其原因。

实验 动量方程验证实验 一、常数：（仪器编号： ） 管径内径d= cm ，活塞直径D= cm ，空桶重G K = kg 。 四、成果分析及结论 五、思考题： 1、利用实验数据计算动量修正系数1β，并与公认值)05.102.1(1-=β比较，如不相符分析原因。

工程流体力学课后作业答案莫乃榕版本

流体力学练习题 第一章 1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C 水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为： 0ρρ= d ，0 γγ=c 1-2解：336/1260101026.1m kg =??=-ρ 1-3解：269/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?- =?-=????-=ββ 1-4解：N m p V V p /105.210 4101000295 6 --?=?=??-=β 1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为： 由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故： 2）在保证液面压强增量0.18个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ，那么：体积膨涨量为： 体积压缩量为：

因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足： 1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.0100 28 =?= μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025-?=?== ρμν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 40 25-?=== ν 石油的动力粘度：s pa .0356.010*******.05=???==-ρνμ 1-8解：2/1147001 .01 147.1m N u =? ==δ μ τ 1-9解：()()2/5.1621196.012.02 1 5.0065.02 1 m N d D u u =-? =-==μ δ μ τ 第二章 2-4解：设：测压管中空气的压强为p 2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论，有 21p gh p a +=ρ（1） gz p z H g p 2221)(ρρ+=++（2） 由式（1）解出p 2后代入（2），整理得： 2-5解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ，油的密度为3ρ；4.0=h ，6.11=h ， 3.02=h ，5.03=h 。根据等压面理论，在等压面1-1上有： 在等压面2-2上有：

流体力学题库94840教学内容

流体力学题库94840

第一章 1【单选题】动力粘滞系数的单位是:( ) A、N*s/m B、N*s/m^2 C、m^2/ D、m/s 2【单选题】在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为( ) A、理想流体与实际流体 B、可压缩流体与不可压缩流体 C、均质流体与非均质流体 D、牛顿流体及非牛顿流体 3【单选题】下列说法正确的是: ( )。 A、液体不能承受拉力,但能承受压力 B、液体不能承受拉力,也不能承受压力。 C、液体能承受拉力,但不能承受压力 D、液体能承受拉力,也能承受压力。4【单选题】液体不具有的性质是( )。 A、易流动性 B、压缩性 C、抗拉性 D、粘滞性 5【单选题】气体黏度随温度的升高而( ),液体黏度随温度的升高而( )。A、减小, 不一定 B、增大,减小 C、减小,不变 D、减小,减小 6.【单选题】流体的粘性与流体的( )无关。 A、分子内聚力 B、分子动量交换 C、温度 D、速度梯度 7．【单选题】不同的液体其粘滞性( ),同一种液体的粘滞性具有随温度( )而降低的特性。 A、相同降低 B、相同升高 C、不同降低 D、不同升高 8.【单选题】连续介质假定认为流体( )连续。 A、分子间 B、在微观上 C、在宏观上 D、原子间 第三章 1【单选题】在静水中取一六面体,作用在该六面体上的力有( )。 A、切向力、正压力 B、正压力 C、正压力、重力 D、正压力、切向力、重力

2【单选题】流体静压强的( )。 A、方向与受压面有关 B、大小与受压面积有关 C、大小与受压面方位无关3【单选题】相对压强是指该点的绝对气压与( )的差值。 A、标准大气压 B、当地大气压 C、真空压强 D、工程大气压 4【单选题】某点的绝对压强等于 0.4个工程大气压,其相对压强为( )。 A、0.6工程大气压 B、-0.4工程大气压 C、-58.8kPa D、-39.2kPa 5【单选题】液体受到表面压强p作用后,它将( )地传递到液体内部任何一点。 A、毫不改变 B、有所增加 C、有所减小 D、只传压力不传递压强 6【单选题】任意形状平面壁上静水压力的大小等于( )处静水压强乘以受压面的面积。 A、受压面的中心 B、受压面的重心 C、受压面的形心 D、受压面的垂心 7．一封闭容器, 水表面上气体压强的真空度pv=10kPa, 水深 2m处的相对压强为( ) A、-10kPa B、9.6kPa C、19.6kPa D、29.6kPa 8【单选题】压强单位为N/m^2 时,采用了哪种表示法( )。 A、应力单位 B、大气压倍数 C、液柱高度 9【单选题】流体运动的连续性方程是根据( )原理导出的。