流体力学流体包含气体和液体可以发生形变和大小
流体力学知识点范文
流体力学知识点范文流体力学是研究流体静力学和流体动力学的一个学科，涉及到流体的运动、力学性质以及相关实验和数值模拟方法。
流体力学的应用广泛，包括气象学、海洋学、土木工程、航空航天工程等领域。
以下是流体力学的一些重要知识点。
1.流体的性质流体是一种能够自由流动的物质，包括气体和液体。
与固体不同，流体具有可塑性、可挤压性和物质变形后恢复自然形状的性质。
流体的密度、压力、体积、温度和粘度是流体性质的基本参数。
2.流体的运动描述流体的运动包括膨胀、收缩、旋转和流动等。
为了描述流体的运动，需要引入一些描述流体运动的物理量，如速度、流速、加速度和流量。
流体的速度矢量表示流体粒子的运动方向和速度大小。
3.流体静力学流体静力学研究的是在静压力的作用下，流体内各点之间的静力平衡关系。
流体的静力压力与深度成正比，由于流体的可塑性，静压力会均匀传输到容器中的各个部分。
流体静力学应用于液压系统、液态储存设备和液压机械等领域。
4.流体动力学流体动力学研究的是流体在外力作用下的运动行为。
流体动力学分为流体动力学和流体动量守恒两个方面。
流体动力学研究的是流体的速度和加速度，以及流体流动的力学性质。
流体动量守恒研究的是流体在内外力作用下动量的转移和守恒。
流体动力学应用于气象学、水力学、航空航天工程等领域。
5.流体的流动方程流体力学的基本方程是质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程描述了流体的质量守恒原理，即质量在流体中是守恒的。
动量守恒方程描述了流体的动量守恒原理，即外力对流体的动量变化率等于流体的加速度乘以单位质量的流体体积。
能量守恒方程描述了流体的能量守恒原理，即流体在流动过程中能量的转化和传输。
6.流体力学问题的数值模拟由于流体力学问题具有复杂性和非线性性，很多问题难以通过解析方法得到解析解。
因此，数值模拟成为解决流体力学问题的一种重要方法。
数值模拟方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。
这些方法通过将流体力学问题离散化为一组代数方程来进行数值求解。
流体力学与空气动力学
流体力学与空气动力学流体力学与空气动力学是研究流体运动规律和空气在运动中所受力学影响的学科。
流体力学是力学的一个重要分支，研究流体的运动规律和性质，包括液体和气体。
而空气动力学则是流体力学的一个特殊领域，专门研究空气在运动中所受的力学影响，尤其是在飞行器设计和空气动力学性能方面的应用。
本文将从流体力学和空气动力学的基本概念、应用领域以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、流体力学基本概念流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。
流体静力学研究静止流体中的压力分布和力的平衡条件，而流体动力学则研究流体在运动中的力学性质。
流体包括液体和气体，其特点是没有固定的形状，能够流动并填充容器。
流体力学的基本方程是连续性方程、动量方程和能量方程，通过这些方程可以描述流体的运动规律和性质。
在流体力学中，流体的运动可以分为层流和湍流两种状态。
层流是指流体沿着流线有序地流动，流速分布均匀，流线间没有明显的交错和混合现象；而湍流则是指流体运动呈现混乱、不规则的状态，流速分布不均匀，流线间有交错和混合现象。
湍流状态下流体的阻力较大，能量损失也较多，因此在工程实践中需要尽量减少湍流的发生，以提高系统的效率和性能。
二、空气动力学基本概念空气动力学是研究空气在运动中所受的力学影响的学科，是流体力学的一个重要分支。
空气动力学主要应用于飞行器设计、空气动力学性能分析、空气动力学实验等领域。
在空气动力学中，流体的密度、速度、压力等参数对飞行器的飞行性能有着重要影响，因此需要通过数值模拟、实验测试等手段来研究和分析空气动力学性能。
空气动力学的基本方程包括连续性方程、动量方程和能量方程，通过这些方程可以描述空气在运动中所受的力学影响。
在飞行器设计中，空气动力学性能是一个重要的考虑因素，包括升力、阻力、侧向力等参数的计算和优化，以确保飞行器具有良好的飞行性能和稳定性。
三、流体力学与空气动力学的应用领域流体力学与空气动力学在工程领域有着广泛的应用，涉及航空航天、汽车工程、船舶工程、建筑工程等多个领域。
第九章流体力学流体包含气体和液体,可以发生形变和大小的改.
抽象到流线情况： 在惯性系中，当理想流体在 重力作用下作定常运动时，一 定流线上（或细流管内）各点 的量ρv（平方）/ 2 + ρgh + p 为一恒量。
第一节
粘性流体的运动
不考虑流体的粘性，在不少情况下 ，可对现象做出令人满意的解释。然 而，对另外一些情况，流体的粘性起 重要作用，甚至某些现象从本质上是 由于粘性引起的。这时，就不得不考 虑流体的粘性。
第一节
固体在流体中的阻力
固体在流体中与流体相对运动，受到 流体的浮力、压力和阻力。其中阻力包 括因摩擦引起的粘性阻力、由压力差引 起的压差阻力和激起波浪的兴波阻力。
一．粘性阻力 物体在流体中相对流体运动，物体表面有 “附面层”。该层靠近物体的微团相对于物 体静止，靠该层外侧的流体微团则有流体的 速度。因此附面层内存在速度梯度和粘性力 ，表现为对物体的阻力。比较小的物体在粘 性较大的流体中缓慢运动的情况下，该阻力 是主要因素，叫粘性阻力。著名的斯托克斯 公式描述球形物体受到的粘性阻力： f = 6πηvr r 为球体半径，v 为球体运动速度，η为粘 度系数。
五．不可压缩粘性流体定常流动的功能关系 理想流体做定常流动时，量ρv（平方）/ 2 + ρgh + p 沿流线守恒，对于不可压 缩流体的定常流动，则应计入粘性力做负功 造成的能量损失，用 ω12 表示单位体积流体 微团沿流管自点1 运动到点2 的能量损失，则 应将伯努利方程改正如下： ρv1（平方）/ 2 +ρgh1 + p1 =ρv2（平方）/ 2 +ρgh2 + p2 +ω12 此即不可压缩粘性流体作定常流动的功能关 系式。
三．流管 在流体内部画微小的封闭曲线， 通过封闭曲线上各点的流线所围 成的细管叫做流管，如图所示。 由于流线不会相交，因此流管内 外的流体都不会具有穿过流管壁 面的速度，换句话说，流管内的 流体不能穿越管外，管外的流体 也不能穿越管内。
流体力学
第十一讲流体力学我们通常所说的流体包括了气体和液体。
流体具有形状和大小可以改变的特征，这一点和弹性体是类似的，然而，流体仅仅具备何种压缩弹性，例如，用力推动活塞可以压缩密闭气缸中的气体，在撤消外力后，气体将恢复原状，将活塞推出；但流体不具备抵抗形状改变的弹性，在力的作用下，流体因流动而发生形状的改变，，撤消外力后，流体并不恢复原来的形状，流体的这种性质称为流动性。
流体力学的任务在于研究流体流动的规律以及它与固体之间的相互作用。
一、理想流体无论是气体还是流体都是可以压缩的，只不过在通常的情况下，气体较容易被压缩，而液体难以被压缩。
但是，在一定的条件下，我们常常把流动着的流体看着是不可压缩的，这一点对于液体是比较好理解的，因为在对液体加压时，其何种的改变是极其微小的，是可以忽略的；我们之所以把流动着的气体也看作是不可压缩的，是因为气体的密度小，即使压力差不大，也能够迅速驱使密度较大处的气体流向密度较小的地方，使密度趋于均匀，这样使得流动的气体中各处的密度密度不随时间发生明显的变化，这样，气体的可压缩性便可以不必考虑。
不过，当气流的速度接近或超过声速时，因气体的运动造成的各处的密度不均匀的差别不及消失，这时气体的可压缩性会变得非常的明显，不能再看作是不可压缩的。
总之，在一定的问题中，若可不考虑气体的可压缩性，便可将它抽象为不可压缩的理想模型，反之，则需看作是可压缩的液体。
液体都的或多或少的粘性，在静止液体中，粘性无法表现，在流体流动时，，将明显地表现出粘性。
所谓粘性，就是当流体流动时，层与层之间有阻碍相对运动的内摩擦力，如河流中心的水流速度较快，由于粘性，靠近河岸的水几乎不动。
在研究流体时，若流体的流动性是主要的，粘性居于次要地位时，可认为流体完全没有粘性，这样的理想模型叫做非粘性流体，若粘性起着重要的作用，则需将流体看作粘性流体。
如果在流体的运动过程中，流体的可压缩性和粘性都处于极为次要的地位，就可以把流体看作是理想流体。
流体力学中的液体和气体的特性比较
流体力学中的液体和气体的特性比较流体力学是研究流体运动和力学性质的学科，涉及到液体和气体两种形态的流体。
液体和气体都具有流动性，但它们在一些关键特性上存在一定的差异。
本文将比较液体和气体的特性，从密度、体积、分子间距离、容易变形性和压缩性等方面进行阐述。
1. 密度：液体的分子排列比较紧密，分子之间的相互作用力相对较强，因此液体的密度较大。
气体的分子排列则比较松散，分子之间只有微弱的相互作用力，因此气体的密度相对较小。
2. 体积：液体的分子之间存在着一定的吸引力，导致液体具有一定的体积，不易被压缩。
而气体的分子之间的相互距离较大，分子之间几乎没有相互作用力，因此气体的体积可以被压缩和扩张。
3. 分子间距离：液体的分子之间的距离相对较近，分子之间的相互作用力较强，能够形成相对稳定的分子排列。
而气体的分子之间的距离相对较远，分子之间相互作用力相对较弱，分子运动更加自由。
4. 容易变形性：液体具有一定的变形能力，可以通过施加外力而改变形状，但液体的体积基本保持不变。
气体在受到外力作用时，分子之间的相互作用力相对较小，容易被压缩和扩张，体积会发生明显的变化。
5. 压缩性：液体的分子之间相互距离较近，分子之间的相互作用力比较大，导致液体的压缩性很小，难以被压缩。
而气体的分子之间相互作用力较小，分子之间的相互距离相对较大，因此气体的压缩性较大，可以被压缩到较小体积。
综上所述，液体和气体在密度、体积、分子间距离、容易变形性和压缩性等方面存在明显的差异。
液体具有较大的密度，不易被压缩，分子排列比较紧密，而气体的密度相对较小，容易被压缩，分子之间的相互作用力较弱。
在实际应用中，了解液体和气体的特性比较，对于液体和气体的输送、储存和控制等方面具有重要意义。
流体力学基础知识概述
流体力学基础知识概述流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科领域，它对于了解和分析自然界中的流体现象、工程设计和科学研究都具有重要的意义。
本文将对流体力学的基础知识进行概述，帮助读者对该领域有一个全面的了解。
一、流体的特性流体是一种连续变形的物质，其特性包括两个基本的属性：质量和体积。
质量是指流体的总重量，而体积则表示流体占据的空间。
流体还具有可压缩性和不可压缩性之分，可压缩流体如气体在受力时体积可变，不可压缩流体如液体则在受力时体积基本保持不变。
二、流体的力学性质1. 流体的静力学性质：静力学研究的是流体在静态平衡下的性质。
静力学方程描述了流体静力平衡的条件，在不同的情况下有不同的方程形式。
例如，对于不可压缩流体，静力平衡方程可以表示为斯托克斯定律。
2. 流体的动力学性质：动力学研究的是流体在运动状态下的性质。
根据流体的性质和流动条件，可以使用纳维-斯托克斯方程或欧拉方程来描述流体运动。
这些方程可以通过流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒得到。
三、流体的流动类型根据流体的运动方式，流体力学将流动分为两种基本类型：层流和湍流。
层流是指流体以有序、平稳的方式流动，流线相互平行且不交叉；而湍流则是流体运动不规则、混乱的状态，流线交叉、旋转和变化。
层流和湍流的转变由雷诺数决定，雷诺数越大，流动越容易变为湍流。
雷诺数是流体力学中一个无量纲的参数，通过流体的密度、速度和长度等特性计算而来。
四、流体的流速分布流体在管道或河流等容器中的流速分布可以通过速度剖面来描述，速度剖面是指流体速度随离开管道中心轴距离的变化关系。
一般情况下，流体在靠近管道壁面处速度较小，在中心位置处速度较大。
速度剖面可用来研究流体流动的特性，例如通过计算剖面的斜率可以确定流体的平均速度。
此外，流体的速度分布还受到管道壁面的摩擦力和流体性质的影响。
五、流体的流量计算流量是指单位时间内通过某一横截面的流体体积，计算流体流量是流体力学中的一项重要任务。
流体力学知识点经典总结
流体力学绪论一、流体力学的研究对象流体力学是以流体(包括液体和气体)为对象，研究其平衡和运动基本规律的科学。
主要研究流体在平衡和运动时的压力分布、速度分布、与固体之间的相互作用以及流动过程中的能量损失等。
二、国际单位与工程单位的换算关系21kg 0.102/kgf s m =•第一章 流体及其物理性质 （主要是概念题，也有计算题的出现）一、流体的概念流体是在任意微小的剪切力作用下能发生连续的剪切变形的物质，流动性是流体的主要特征，流体可分为液体和气体二、连续介质假说流体是由空间上连续分布的流体质点构成的，质点是组成宏观流体的最小基元三、连续介质假说的意义四、常温常压下几种流体的密度水-----998 水银-----13550 空气-----1.205 单位3/kg m五、压缩性和膨胀性流体根据压缩性可分为可压缩流体和不可压缩流体，不可压缩流体的密度为常数，当气体的速度小于70m/s 、且压力和温度变化不大时，也可近似地将气体当做不可压缩流体处理。
六、流体的粘性流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性，而内摩擦力则是粘性的动力表现，粘性的大小用粘度来度量，粘度又分为动力粘度μ和运动粘度ν，它们的关系是μνρ=七、牛顿内摩擦定律du dy τμ=八、温度对流体粘性的影响温度升高时，液体的粘性降低，气体的粘性增加。
这是因为液体的粘性主要是液体分子之间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低；而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大流体静力学一、流体上力的分类作用于流体上的力按作用方式可分为表面力和质量力两类。
清楚哪些力是表面力，哪些力是质量力二、流体静压力及其特性（重点掌握）当流体处于静止或相对静止时，流体单位面积的表面力称为流体静压强。
特性一：静止流体的应力只有法向分量（流体质点之间没有相对运动不存在切应力），且沿内法线方向。
特性二 在静止流体中任意一点静压强的大小与作用的方位无关，其值均相等。
流体力学知识点
第一章流体流动§1.1.1、概述1、流体—液体和气体的总称。
流体具有三个特点①流动性，即抗剪抗张能力都很小。
②无固定形状，随容器的形状而变化。
③在外力作用下流体内部发生相对运动。
2、流体质点：含有大量分子的流体微团。
流体分子自由程<流体质点尺寸<设备大小，流体质点成为研究流体宏观运动规律的考察对象。
3、流体连续性假设：假设流体是由大量质点组成的彼此间没有空隙，完全充满所占空间的连续介质。
连续性假设的目的是为了摆脱复杂的分子运动，而从宏观的角度来研究流体的流动规律，这时，流体的物理性质及运动参数在空间作连续分布，从而可用连续函数的数学工具加以描述。
流体流动规律是本门课程的重要基础，这是因为:①流体的输送研究流体的流动规律以便进行管路的设计、输送机械的选择及所需功率的计算。
②压强、流速及流量的测量为了了解和控制生产过程，需要对管路或设备内的压强、流量及流速等一系列的参数进行测量，这些测量仪表的操作原理又多以流体的静止或流动规律为依据的。
③为强化设备提供适宜的流动条件化工生产中的传热、传质过程都是在流体流动的情况下进行的。
设备的操作效率与流体流动状况有密切的联系。
因此，研究流体流动对寻找设备的强化途径具有重要意义。
本章将着重讨论流体流动过程的基本原理及流体在管内的流动规律，并运用这些原理及规律来分析和计算流体的输送问题。
第二节流体静力学方程流体静力学是研究流体在外力作用下处于平衡的规律。
本节只讨论流体在重力和压力作用下的平衡规律。
§1.2.1流体的密度和比容1、流体的密度：单位体积的流体所具有的质量。
/m V ρ=∆∆当V ∆趋近于零时，/m V ∆∆的极限值为流体内部某点的密度，可以写成：0limV mVρ∆→∆=∆各种流体的密度可以从物理化学手册和有关资料中查得。
气体具有可压缩性及膨胀性，故其密度随温度及压强而变化，因此对气体密度必须标出其所处的状态。
从手册中查出的气体密度是某指定状态下的数值 ，应用时一定要换算到操作条件下的数值。
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可推得在惯性系中，理想流体在重力 作用下，作定常流动的伯努利方程为
ρv（平方）/ 2 + ρgh + p = 恒量 式中的压强 p 和流速 v 是指细流管横 截面上的平均值。
抽象到流线情况：
f = 6πηvr r 为球体半径，v 为球体运动速度，η为粘 度系数。
二、压差阻力
圆柱体在接近于理想流体的情况下向 左运动，流线分布对称，前后两点流速 为零，为驻点在上下两点，流线最密， 流速最大，到柱后又为驻点，驻点处流 速为零，故 p前 = p0 + pv平方 / 2 = p后 ，p0 是大气压强。此式表明前后两点压 强相等并达到最大值。作用于物体前后 压力平衡，从整体看，柱体不受阻力。
v = v（x，y，z） 定常流动时的线和流管均保持固定的 形状和位置，这时，流壁象是固定的管 道，而流体在这些由流线所围成的管道 中流动。
定常流动时，流体既在固定的流 管中运动，而流管无限变细即成 为流线，这就意味着流体微团是 沿流线运动的，换句话说，定常 流动时的流线与流迹相重合。
五．伯努利方程
+ρgh2 + p2 +ω12
此即不可压缩粘性流体作定常流动的功能关
系式。
第一节固体在流体中的Fra bibliotek力固体在流体中与流体相对运动，受到 流体的浮力、压力和阻力。其中阻力包 括因摩擦引起的粘性阻力、由压力差引 起的压差阻力和激起波浪的兴波阻力。
一．粘性阻力
物体在流体中相对流体运动，物体表面有 “附面层”。该层靠近物体的微团相对于物 体静止，靠该层外侧的流体微团则有流体的 速度。因此附面层内存在速度梯度和粘性力 ，表现为对物体的阻力。比较小的物体在粘 性较大的流体中缓慢运动的情况下，该阻力 是主要因素，叫粘性阻力。著名的斯托克斯 公式描述球形物体受到的粘性阻力：
在惯性系中，当理想流体在 重力作用下作定常运动时，一 定流线上（或细流管内）各点 的量ρv（平方）/ 2 + ρgh + p 为一恒量。
第一节 粘性流体的运动
不考虑流体的粘性，在不少情况下 ，可对现象做出令人满意的解释。然 而，对另外一些情况，流体的粘性起 重要作用，甚至某些现象从本质上是 由于粘性引起的。这时，就不得不考 虑流体的粘性。
四．泊肃叶公式 1840年泊肃叶发现了以下公式
Q = [πR四次方/8ηl]（p1 – p2） 泊肃叶公式和伯努利方程都用于研究水平圆管内 的流动：水平圆管内不同截面上的流速相等，高度 相同，由伯努利方程，各界面上的压强相等，即在 水平管内维持流动不需要压强差。按泊肃叶公式， 若无压强差则流量等于零，即需要压强差维持水平 管内的流动。究竟哪个结论正确？无疑泊肃叶公式 更正确些。因为流体确有粘性，为保证流体的流动 必须利用压力差来克服内摩擦力。这个例子反映了 伯努利方程的局限性。在考虑到粘性的影响这一方 面，泊肃叶公式比伯努利方程前进了一步。
五．不可压缩粘性流体定常流动的功能关系
理想流体做定常流动时，量ρv（平方）/ 2 +
ρgh + p
沿流线守恒，对于不可压
缩流体的定常流动，则应计入粘性力做负功
造成的能量损失，用 ω12 表示单位体积流体
微团沿流管自点1 运动到点2 的能量损失，则
应将伯努利方程改正如下：
ρv1（平方）/ 2 +ρgh1 + p1 =ρv2（平方）/ 2
实验证明：流体内面元两侧相互作用 的粘性力 f 与面元面积Δs 及速率梯度 dv/dy 成正比，即
f = η（dv/dy）Δs 称为粘性定律，式中的比例系数η称 为粘性系数。在国际制中 η 的单位为 帕斯卡·秒，国际符号为 Pa·s 。
二．层流 各层之间不相混杂的分层流动 叫做层流。
三．湍流 流动具有混杂、紊乱的特征时 叫做湍流。
第一节
静止流体内的压强
一．理想流体
在流体运动的问题中，可压缩性和
粘性都处于极为次要的地位，就可以
把它当作理想流体。理想流体是不可
压缩又无粘性的流体。
二．流体具有流动性的原因
大量事实表明，静止流体内任意假 想截面两侧的流体间，不会产生沿截 面切线方向的作用力，即静止流体不 具备弹性体那种抵抗剪切形变的能力 或类似于固体之间的静摩擦力。这正 是流体具有流动性的原因。
三．流管
在流体内部画微小的封闭曲线， 通过封闭曲线上各点的流线所围 成的细管叫做流管，如图所示。 由于流线不会相交，因此流管内 外的流体都不会具有穿过流管壁 面的速度，换句话说，流管内的 流体不能穿越管外，管外的流体 也不能穿越管内。
四．定常流动
流体内各空间点的流速通常随时间而 变化。在特殊情况下，尽管各空间点的 流速不一定相同，但任意空间点的流速 不随时间而改变，这种流动称为定常流 动，可以表示作
一．粘性定律
在流体中取一假想截面，截面两侧流 体沿截面以不同速度运动，即截面两侧 的流体具有沿截面的相对速度，则两侧 流体间将互相作用以沿截面的切向力， 较快层流体对较慢层流体施加向前的“ 拉力”，较慢层对较快层施加“阻力” 。这一对力相当于固体间的“动摩擦力 ”，因它是流体内部不同部分间的摩擦 力，故称为内摩擦力，又称为粘性力。
三．静止流体内一点的压强
静止流体内一点的压强等于过此点任 意假想面元上正压力大小与面元面积之 比当面元面积趋于零时的极限。
在工程技术上，压强也叫做压力。在 国际制中，压强单位为 pa（帕），暂时 与国际制并用的压强单位还有 bar（巴） ，1 bar= 105 pa。
四．静止流体内不同空间点压强的分 布
一定流体微团运动的轨迹叫该 微团的流迹，r = r（r0，v0，t） 就是以 t 为参量的流迹的参数方 程式。
二．流线
每一点均有一定的流速矢量与之 相对应的空间叫作流速场。为了形 象地描述流体的运动状况，在流速 场中画许多曲线使得曲线上每一点 的切线方向和位于该点处流体微团 的速度方向一致，这种曲线称为流 线。如图是几种常见的流线：
我们的研究对象流体微团受到两种力 ：压力作用包围微团的假想截面上，称 面积力；万有引力、重力等作用于全部 体积上，称体积力。静止流体内压强分 布与体积力分布有关。
与体积力垂直的曲面上各点的压强相 等，压强相等诸点组成的面称为等压面 。因此，等压面与体积力互相正交。
第一节
流体运动学的基
本 概念
一．流迹