工程流体力学期末复习重点
工程流体力学复习资料
工程流体力学复习资料工程流体力学复习资料工程流体力学是一门研究流体在工程中运动和力学性质的学科。
它广泛应用于各个工程领域，如航空航天、汽车工程、建筑工程等。
对于学习和掌握工程流体力学的同学们来说，复习资料是必不可少的工具。
本文将为大家提供一些有关工程流体力学的复习资料，希望对大家的学习有所帮助。
一、流体力学基础知识1. 流体的性质：流体是一种物质状态，具有流动性和变形性。
流体包括液体和气体，其分子之间的相互作用力较小，因此流体的运动过程中，分子之间会发生相互滑动和碰撞。
2. 流体的运动描述：流体的运动可以通过速度场和压力场来描述。
速度场表示流体各点的速度分布情况，压力场表示流体各点的压力分布情况。
3. 流体的连续性方程：连续性方程是描述流体运动的基本方程之一，它表示了质量守恒的原理。
连续性方程可以用来描述流体在管道、河流等封闭系统中的流动情况。
4. 流体的动量守恒方程：动量守恒方程是描述流体运动的另一个基本方程，它表示了动量守恒的原理。
动量守恒方程可以用来描述流体在外力作用下的运动情况。
5. 流体的能量守恒方程：能量守恒方程是描述流体运动的第三个基本方程，它表示了能量守恒的原理。
能量守恒方程可以用来描述流体在热力学过程中的能量转化情况。
二、流体静力学1. 流体的静力学基本概念：流体静力学研究的是静止流体的力学性质。
在流体静力学中，我们需要了解压力、压强、液体的压强传递、浮力等基本概念。
2. 流体的压力：流体的压力是指单位面积上受到的力的大小。
根据帕斯卡定律，流体中的压力在各个方向上是均匀的，且与深度成正比。
3. 流体的浮力：浮力是指物体在液体中受到的向上的力。
根据阿基米德定律，浸没在液体中的物体所受到的浮力等于物体排开的液体的重量。
三、流体动力学1. 流体的运动描述：流体的运动可以分为层流和湍流两种情况。
层流是指流体的流动方式有序，流线平行且不交叉；湍流是指流体的流动方式混乱，流线交叉且不规则。
工程流体力学复习重点概念
三、简答题1、 稳定流动与不稳定流动。
---在流场中流体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间改变，这种流动称为稳定流；反之，通过空间点处得流体质点运动要素的全部或部分要素随时间改变，这种流动叫不稳定流。
2、 产生流动阻力的原因。
---外因：水力半径的大小；管路长度的大小；管壁粗糙度的大小。
内因：流体流动中永远存在质点的摩擦和撞击现象，质点摩擦所表现的粘性，以及质点发生撞击引起运动速度变化表现的惯性，才是流动阻力产生的根本原因。
3、 串联管路的水力特性。
---串联管路无中途分流和合流时，流量相等，阻力叠加。
串联管路总水头损失等于串联各管段的水头损失之和，后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流量。
4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？---不是固定不变的。
通过层流边层厚度与管壁粗糙度值的大小进行比较。
水力粗糙管。
水力光滑管；∆<∆>δδ5、 静压强的两个特性。
---1.静压强的方向是垂直受压面，并指向受压面。
2.任一点静压强的大小和受压面方向无关，或者说任一点各方向的静压强均相等。
6、 连续介质假设的内容。
---即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的，充满全空间的介质组成，物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配。
这一假设忽略物质的具体微观结构，而用一组偏微分方程来表达宏观物理量（如质量，数度，压力等）。
这些方程包括描述介质性质的方程和基本的物理定律，如质量守恒定律，动量守恒定律等。
7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式为（22222212111122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ），其适用条件是稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动。
8、 因次分析方法的基本原理。
---就是因次和谐的原理，根据物理方程式中各个项的因次必须相同，将描述复杂物理现象的各个物理量组合而成无因次数群π，从而使变量减少。
工程流体力学知识点总结
工程流体力学知识点总结一、工程流体力学的内容1.流体力学的基本概念工程流体力学是一门重要的工程学科，它是研究运动的流体分布特性、流动过程的动力学特征、流体受力的控制机理以及提供理论支持的工程应用理论。
它综合了物理学、数学、材料学和力学等知识，它包括流体动力学、传热传质、流体力学和流体机械等方面的研究内容。
2.流体动力学流体动力学是流体运动的力学理论，它研究的是流体中的物理量，如流速、压力、密度等的变化和流体运动的规律。
它是流体物理学的基本内容，是工程流体力学的基础理论。
它的研究内容主要包括流体的静力学、流体的流变力学、流体的流动特性、流体的热力学性质、流体的动力学和流体的流动特性等。
3.传热传质传热传质是研究流体在传热和传质的过程中热量和物质的传递机理的一门学科。
它包括流体的热传导、热对流和热辐射、物质的传质、物质输运等方面的内容。
4.流体力学流体力学是一门综合学科，是研究流体的能量、动量和位置变化的动力学特性及其应用的学科。
流体力学研究的内容包括流体的流量和压力、流体的质量和动量、流体的流速、流体的流动特性等。
它主要研究的是流体受力的特性和运动特性，是工程流体力学中最重要的学科之一。
5.流体机械的理论流体机械是研究利用流体动力驱动转子的机械装置的科学，包括机械装置的流体的传动特性、涡轮机械和泵的流量控制、流体中的变频调速以及比热容与流场等。
它是工程流体力学中的重要内容，也是工程设计的重要基础。
二、工程流体力学的应用工程流体力学的基本理论可以应用于各种工程中，如机械制造、空气动力学、海洋技术、热能技术、新能源技术、能源储存和节能技术、化工反应技术等。
它在社会经济建设中发挥着重要作用，可以为社会生产提供良好的环境保护技术手段，也可以为工程设计和技术开发提供依据。
流体力学期末总复习
习要求：
掌握两种流态和雷诺数的概念及流态的判 别方法；
了解圆管层流及湍流的运动规律、速度分 布； 掌握管路沿程压强（水头）损失（特别是 ）和局部压强（水头）损失的计算方法。
2.
3.
第4章重点复习内容
①
边界层、边界层流动分离的条件
②
③
管道流动结合孔口出流做管路计算
薄壁孔口自由出流和淹没出流
④
平板缝隙流动
第5章重点复习内容
本章主要介绍了相似原理和量纲分析。
在设计模型流动实验时，需要使模型流 动与实物流动具有一定的对应关系，这 就要求两个流动满足几何、运动、动力 这三个层次上的相似（力学相似），其 中动力相似是流动相似的主导因素。
动力相似要求两个流动各个同名力的比 值都相等，由此提出了不同的相似准则， 并定义了不同的相似准数。从理论上说， 只有当两个流动的各同名相似准数都相 等时，流动才严格地满足动力相似。但 在大多数情况下，并不需要、且常常也 不可能同时满足所有的相似准则。因此， 在设计模型流动时需要认真分析流动的 各个影响因素，优先考虑起主导作用的 相似准则。
第6章重点复习内容
应用伯努利方程解决工程实际应用问题时应注意以 下几点： 1、适用条件：不可压缩流体、定常流动、质量力 只有重力作用。
2、往往与连续方程联合使用。
3、在选取适当的位置势能为零的水平基准面后， 可选择过流断面上任意高度为已知点 z1 和 z2 列出 伯努利方程。（三选一列） 4、所选用的过流断面必须是缓变过流断面。且其 中一个断面应选在待求未知量所在处，另一个断面 应选在各参数已知处。
《工程流体力学》总复习
《工程流体力学》是很重要的一门专业基 础课，教材内容及课堂讲授内容均为最基
工程流体力学总复习要点
第三 章
一、概念 1.质量力与表面力 2.流体静力学基本方程及静止条件 二、计算 1.非惯性坐标系中静止流体的计算 2.静止液体中平板的受力
第四章
一、概念 1.系统与控制体 2.输运公式的作用 二、计算 1.四大守恒方程的计算应用 2.各守恒方程的综合应用
第五章
一、概念
1.常见的边界条件有哪些？ 2.建立流动微分方程的基本方法 3. 管内流动最大速度与平均速度的关 系
二、推导
1.狭缝流动、管内流动及平板降膜流 动的剪应力与速度分布
第六章
一、概念 1.连续性方程与质量守恒方程的关系 2.N-S方程的适用条件 3.N-S方程各项的含义 二、计算与ห้องสมุดไป่ตู้导 1. 三维不可压缩流体连续性方程
第七章 一、概念 1.势函数与流函数存在的条件 2.无旋流动的判别方法 二、计算 1.给定流场能求势函数和流函数, 反之亦然。
第一章
一、概念 1.流体的连续介质模型 2.流体的主要物理性质 3.牛顿剪切定律 4.牛顿流体与非牛顿流体 5.理想流体与实际流体 二、计算 1.拉普拉斯公式
第二章
一、概念 1.层流与湍流 2.稳态流动与非稳态流动 3.拉格朗日法与欧拉法 4.迹线与流线 5.有旋流动与无旋流动 二、计算 1.流线方程与迹线方程
第八章 一、概念 1.流动相似包含哪几方面？ 2.动力相似 3.量纲分析方法有几种？
第十章
一、概念 1.边界层的定义 2.边界层分离的原因 3.逆压梯度 二、计算 1.平板层流边界层厚度的计算
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1. 质量力：质量力是作用于每一流体质点（或微团）上的力，与体积或质量成正比。
2. 表面力：表面力是作用在所考虑的流体表面上的力，且与流体的表面积大小成正比。
外界通过接触传递，与表面积成正比的力。
3. 当不计温度效应，压强的变化引起流体体积和密度的变化，称为流体的压缩性。
当流体受热时，体积膨胀，密度减小的性质，称为流体的热胀性。
4. 单位压强所引起的体积变化率（压缩系数dpdVV p 1-=α）。
↑p α越容易压缩。
↓↑⇒=-==E d dp dV dp VE P P αρρα,。
5. 单位温度所引起的体积变化率（体积热胀系数dTdVV V 1=α）。
6. 黏性是流体抵抗剪切变形的一种属性。
当流体内部的质点间或流层间发生相对运动时，产生切向阻力（摩擦力）抵抗其相对运动的特性，称作流体的黏性。
流体的黏性是流体产生流动阻力的根源。
7. dy du AF μ= 其中F ——内摩擦力，N ；dydu ——法向速度梯度，即在与流体方向相互垂直的y 方向流体速度的变化率，1/s ；μ——比例系数，称为流体的黏度或动力黏度，s Pa ∙。
8. dyduμτ= 表明流体层间的内摩擦力或切应力与法向速度梯度成正比。
9. 液体的黏度随温度升高而减小，气体的黏度则随温度升高而增大。
液体主要是内聚力，气体主要是热运动。
温度↑： 液体的分子间距↑ 内聚力↓； 气体的分子热运动↑ 分子间距↓ 内聚力↑。
10. 三大模型：1）连续介质模型；2）不可压缩流体模型；3）理想流体模型。
11. 当把流体看作是连续介质后，表征流体性质的密度、速度、压强和温度等物理量在流体中也应该是连续分布的。
优点：可将流体的各物理量看作是空间坐标和时间的连续函数，从而可以引用连续函数的解析方法等数学工具来研究流体的平衡和运动规律。
12. 流体静压强的特性：1）流体静压强的方向垂直指向受压面或沿作用面的内法线方向；2）平衡流体中任意一点流体静压强的大小与作用面的方位无关，只与点的空间位置有关。
大学《工程流体力学》期末复习重点总结
第一章1、流体定义受任何微小切力都会产生连续变形（流动）的物质。
2、流体承受的作用力流体承受的力主要为压力，流动的流体可以承受切力。
3、流体特性：易流动性及粘性。
4、流体质点的概念流体质点就是流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体，也称流体微团 。
5、流体质点具有四层含义：（1）宏观尺寸非常小； （2）微观尺寸足够大； （3）是包含有足够多分子的一个物理实体； （4）形状可以任意划分。
6、连续介质的概念：把流体视为由无数连续分布的流体微团所组成的连续介质，这就是流体的连续介质假设。
8、粘性的概念：流体运动时内部产生切应力的性质叫作流体的粘性。
9、粘性产生的原因 ：分子间的相互引力；分子不规则热运动所产生的动量交换10、牛顿内摩擦定律δμV A F = dydV μτ±= 物理意义：切应力与速度梯度成正比。
12、体胀系数：())1(1lim 0TV V dT dV V T V V T T V ∆∆≈=∆∆=→∆βα当压强不变时，每增加单位温度所产生的流体体积相对变化率。
压缩系数：())1(1lim 0pV V dp dV V p V V k p p T ∆∆-≈-=∆∆-=→∆β 当温度不变时，每增加单位压强所产生的流体体积相对变化率。
体积弹性系数：)(1Vp V dV dp V k K T ∆∆-≈-== 每产生一个单位体积相对变化率所需要的压强变化量。
12、理想流体的概念假定不存在粘性，即其μ=ν=0的流体为理想流体或无粘性流体。
13、不可压缩流体的概念压缩系数和体胀系数都为零的流体叫做不可压缩流体， 或 ρ=C （常量）14、流体的主要力学模型连续介质、无粘性和不可压缩性第2章 流体静力学1、作用在流体上的力质量力（重力、惯性力）、表面力（法向力、切向力）2、静压力特性：方向性、等值性4、等压面及选取流体中压强相等的点组成的面叫等压面。
等压面的选取：（1）同种流体；2）静止；3）连续。
工程流体力学复习重点
工程流体力学复习重点一般把符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，如水，空气，汽油，煤油，乙醇。
不符合牛顿内摩擦定律的流体，称为非牛顿流体，如聚合物溶液，泥浆，血浆，新拌水泥砂浆，新版混凝土，泥石流。
黏度主要与流体的种类和温度有关，黏性是流体分子间的内聚力和分子不规则的热运动产生动量交换的结果。
假设黏度不存在的流体称为理想流体。
作用在流体隔离器表面的力（其大小与作用面积成正比）称为表面力。
与力正交的应力称为压应力或压力，与作用面平行的应力称为剪应力。
作用于流体隔离体内每个流体微团上，其大小与流体质量成比例的力称为质量力。
对于非惯性坐标系，质量力还包括惯性力。
平衡流体中的应力垂直于作用面，并沿着作用面的内法线方向平衡流体中任一一点的静压强大小与其作用面的方位无关等压面：由平衡流体中压力相等的点组成的平面或曲面称为等压面。
等压表面的两个性质：1。
等压面与等势面重合。
2.等压面恒定且与质量力正交。
压力的测量是基于没有大气分子就没有绝对真空的假设。
它被称为绝对压力，用单位表示。
绝对压强和相对压强是按两种不同基准计量的压强，它们之间相差一个当地大气压强pa值拉格朗日方法关注流体中每个粒子的运动，研究每个粒子的运动过程，然后综合所有被研究流体粒子的运动，得出整个运动的研究规律。
欧拉法：以流场内空间点作为研究对象，研究质点通过空间点时运动参数随时间的变化规律把足够的空间点综合起来，得出整个流场的规律。
如果流场中某个空间点上的所有运动元素都不随时间变化，这种流动称为恒定流，否则称为非定常流。
运动要素仅随一个坐标变化的流动称为一元流。
流线是在某一时刻在流场中绘制的空间曲线。
此时，所有粒子的速度向量都与该曲线相切迹线则是同一质点在这一时段内运动的轨迹线。
流线的特征：一一般来说，流线不能相交，它只能是一条平滑的曲线2流场中每一点都有流线通过，流线充满整个流场，这些流线构成某一时刻流场内的流谱。
3.在恒流条件下，流线的形状、位置和流动谱不随时间变化，流线与轨迹一致。
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第一章
1、流体得定义:
流体就是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形得物质，只要这种力继续作用，流体就将继续变形，直到外力停止作用为止。
2、流体得连续介质假设
流体就是由无数连续分布得流体质点组成得连续介质。
表征流体特性得物理量可由流体质点得物理量代表,且在空间连续分布。
3、不可压缩流体—流体得膨胀系数与压缩系数全为零得流体
４、流体得粘性
就是指当流体质点/ 微团间发生相对滑移时产生切向应力得性质,就是流体在运动状态下具有抵抗剪切变形得能力。
5、牛顿内摩擦定律
作用在流层上得切向应力与速度梯度成正比，其比例系数为流体得动力粘度。
即
μ— 动力粘性系数、动力粘度、粘度,
ﻩＰａ⋅s或ｋg/(m⋅ｓ)或(N⋅s）/m2。
6、粘性得影响因素
(１）、流体得种类
（2)、流体所处得状态(温度、压强)
压强通常对流体粘度影响很小:只有在高压下,气体与液体得粘度随压强升高而增大。
温度对流体粘度影响很大:对液体,粘度随温度上升而减小；
对气体,粘度随温度上升而增大。
粘性产生得原因
液体:分子内聚力T增大,μ降低
气体：流层间得动量交换T增大，μ增大
第二章
第三章
１、欧拉法
速度:
加速度:
矢量形式:
2、流场—— 充满运动流体得空间称为流场
流线——流线就是同一时刻流场中连续各点得速度方向线。
流线方程
流管——由流线所组成得管状曲面称为流管。
流束——流管内所充满得流体称为流束。
流量—— 单位时间内通过有效断面得流体量ﻩ
以体积表示称为体积流量Q (m３/s)
以质量表示称为质量流量Ｑｍ(kg／s)
3、当量直径De
4、亥姆霍兹(Hｅlｍholtz)速度分解定理
旋转
线变形
角变形
5、粘性流体得流动形态
雷诺数得物理意义
惯性力
粘性力
第四章
１、系统(Syｓtem)：就是一定质量得流体质点得集合。
控制体就就是流场中某个确定得空间区域。
2、雷诺输运方程
在定常流动得条件下:
3、连续性方程—— 质量守恒定律
系统质量m保持不变，
积分形式得连续性方程:
4、伯努利方程
适用条件：(１)理想流体;(2)不可压缩流体；（3)质量力为重力；
(4)定常流动;(5)沿流线得一维流动；
5、定常流动得动量方程
定常流动
作用力
6、纳维尔－斯托克斯(Ｎａｖier－Stoｋｅｓ）方程，简称N-Ｓ方程
x方向得运动微分方程(动量方程)：
y方向
ｚ方向
矢量形式:
理想流体
第五章
1、π定理
列出影响该物理现象得全部ｎ个变量,则
选择m个基本量纲;
从所列变量中选出m个重复变量；
用重复变量与其余变量中得一个建立无量纲方程,从而获得n-m个无量纲数组;
建立无量纲数组方程
2、相似原理
两种流动现象相似得充分必要条件就是:
❑属同一种类现象,能够用同一微分方程所描述;
❑单值条件相似;
❑由单值条件中得物理量所组成得相似准则在数值上相等。
3、近似模化法
（1)、弗劳德模化法
即
(2)、雷诺模化法
即或
(3)、欧拉模化法
即或
第六章
1、粘性流体总流伯努里方程
２、湍流
雷诺应力τt
粘性流体管内湍流流动时，湍流切应力τ由牛顿切应力τｌ与雷诺应力τt两部分组成,即, 湍流粘性系数：
层流底层得厚度δ:
速度分布
3、单一圆管内流动得能量损失
三种形式得待求问题：
形式一
已知：Ｑ，d(与ε,l,ν,ζ), 求h w
形式二
已知:d,h w(与ε,l,ν,ζ),求Ｑ
形式三
已知：Q,h w(与ε，ｌ,ν,ζ),求d
第七章
１、边界层得基本特征
（1)、与物体特征长度L相比,边界层厚度δ很小,即δ／L<<１;
（2)、边界层内沿物面法向速度变化剧烈,即速度梯度∂u/∂y很大;
(3)、边界层内粘性力与惯性力为同一数量级;
(4)、边界层沿流动方向逐渐增厚;
（５)、边界层内流体流动分为层流与湍流两种流态,用Reｘ数判别;
（6)、边界层内压强ｐ与ｙ无关,即p ＝p（x）,边界层各横截面上得压强等于同一截面上边界层外边界上得压强
２、
3、绕平板流动边界层得近似计算
(1)、平板层流边界层得近似计算
(2）、平板湍流边界层得近似计算
(３)、平板混合边界层得近似计算
•在条件下,
•在条件下,
4、颗粒在静止流体中得自由沉降
重力:
⏹流体得浮力:
⏹流体得阻力:
⏹自由沉降速度Ｕf：
5、粘性流体绕流物体得阻力（经常考查)
➢阻力系数:
第八章
1、势函数
❑对于不可压缩流体,连续性方程
2、流函数
第九章
1、气体一维定常等熵流动——基本方程
运动方程:
状态方程：
能量方程汇总
能量方程:
２、喷管中得流动
音速流动(Ma = 1)
流量
最大流量
3、有摩擦得绝热管流
结论:
1、摩擦得效果相当于使截面缩小，而不论通道截面原来得变化趋势如何。
２、在实际得缩放喷管中，气流在喉部下游某个截面上达到音速。
３、亚音速气流进入有摩擦得绝热直管，流速不断增加,在最大管长达音速。
延长管道得结果就是：流量减小，即Mai减小。
4、超音速气流进入有摩擦得绝热直管,流速不断降低,在最大管长达音速。
延长管
道得结果就是:在管内产生激波,气流变亚音速，然后在另一最大管长达音速,
流量不变,除非管道过分长。
4、(1）、绕流
马赫角:
理论上得最大偏转角
（2)、激波—无数条马赫压缩波叠加而成,也称冲波
❑激波得强度可远远大于膨胀波。
❑气流通过激波后,参数将发生突跃变化
➢速度突跃地降低;
➢压强、温度、密度突跃地增大。
5、喷管在非设计工况下得流动。