我对流体力学的认识
流体力学2020_01_绪论-雨课堂
第一章绪论人类生活在一个被大气包围的星球上，而这颗星球表面的3/4又被广阔的海洋覆盖，我们的生活一刻也离不开流体。
流体力学在工业和日常生活中都有着广泛的应用，例如：飞行器、舰船、港口、石油平台、桥梁、水库、城市给排水管网、化工机械、动力设备、医疗设备等的设计需要流体力学；气象、海况和洪水的预报需要流体力学；大气、海洋、湖泊、河流和地下水中环境污染的防治也需要流体力学。
因此，掌握一定的流体力学知识和方法实在是有必要的。
本章内容提要：1）什么是流体？什么是流体力学？2）流体力学的研究方法；3）流体的主要物理性质；4）流体质点的概念和连续介质模型（或连续介质假定）。
连续介质假定是整个流体力学的基石之一，务必深入理解。
1.1 流体力学的研究对象和任务流体力学属于力学的一个重要分支，它是研究流体在各种力的作用下的平衡（静止）和运动规律的一门科学。
Fluid mechanics is the study of fluids either in motion (fluid dynamics) or at rest (fluid statics) and the subsequent effects of the fluid upon the boundaries, which may be either solid surfaces or interfaces with other fluid (Frank M. White).传统上，流体力学的研究对象包括液体（liquid）和气体（gas），二者统称为流体。
近年来，等离子体也被纳入流体力学的研究范畴，因此等离子体在某些情况下也被视为流体。
本书将要讨论的流体限于液体和气体。
此外，在流体力学研究中，通常从形态上将物体分为固体（solid）和流体（fluid）两类。
流体力学研究的是流体中大量分子的宏观运动规律，而不是具体的分子运动，属于宏观力学的范畴。
这一点在本章第3节中将具体讨论。
流体力学发展史
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。
对流体力学的认识
对流体力学的认识流体力学是研究流体（液体和气体）运动、力学和热力学性质的物理学分支。
以下是对流体力学的基本认识：1.流体的定义：流体是一种没有固定形状和固定体积的物质，包括液体和气体。
与固体相比，流体的分子之间的相互作用较弱。
2.流体运动的描述：流体力学研究流体在受力作用下的运动。
流体运动可以通过速度场（描述每个点上速度的向量）来描述。
流体运动的性质包括速度分布、加速度、流线、路径线等。
3.牛顿流体与非牛顿流体：牛顿流体是指其粘度（黏性）不随剪切速率变化的流体，如水。
而非牛顿流体的粘度随着剪切速率的变化而变化，例如，血液和一些聚合物溶液。
4.连续体假设：流体力学的研究通常基于连续体假设，即认为流体是连续的，而非由离散的分子构成。
这种假设在大多数流体问题中是有效的。
5.流体静力学：研究静止的流体，即不涉及流体运动的流体力学。
这包括静止流体的压力分布和浮力等。
6.流体动力学：研究流体运动的力学，考虑了速度场、压力场、密度场等变量，以解释流体运动的现象，如湍流、层流和旋涡等。
7.质量守恒、动量守恒和能量守恒：这些是流体力学中的基本守恒定律。
质量守恒要求质量在流体中不会凭空消失或产生。
动量守恒关注流体中力的平衡和流体的运动。
能量守恒考虑了流体内部和流体与外部环境之间的能量交换。
8.雷诺数和流体稳定性：雷诺数是描述流体运动稳定性和湍流转变的无量纲参数。
低雷诺数通常对应于层流，而高雷诺数通常对应于湍流。
流体力学在许多领域都有应用，包括航空航天、工程、气象学、生物学等。
它不仅有理论基础，还在实际工程和科学研究中发挥着重要作用。
流体力学课程设计后记
流体力学课程设计后记一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握流体力学的基本概念、原理和应用。
通过本章节的学习，学生应能理解流体、流体力学的基本原理，以及流体流动和压强等基本概念。
在技能目标上，学生应能运用流体力学的知识分析和解决实际问题。
在情感态度价值观目标上，学生应能认识流体力学在生活和科学中的重要性，培养对流体力学的兴趣和好奇心。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括流体的基本概念、流体力学的基本原理、流体流动和压强等。
具体包括以下几个方面：1.流体的定义和性质：流体的概念、流体的分类、流体的性质。
2.流体力学的基本原理：流体力学的守恒定律、流体的连续性方程、流体的动量方程。
3.流体流动：流体的流动类型、流速和流量、流体流动的模拟实验。
4.压强：压强的概念、压强的计算、压强的测量。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握流体力学的基本概念和原理。
2.讨论法：引导学生分组讨论实际问题，培养学生的思考和合作能力。
3.案例分析法：分析流体力学在生活和科学中的实例，提高学生对流体力学的认识。
4.实验法：学生进行流体流动和压强的实验，增强学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用符合课程要求的流体力学教材，为学生提供系统性的学习资料。
2.参考书：提供相关的流体力学参考书籍，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作流体力学的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备流体力学实验所需的设备，如流体流动模拟实验装置、压强计等，让学生亲身体验流体力学的魅力。
五、教学评估本章节的流体力学教学评估将采用多元化的方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括但不限于以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，记录学生的表现，反映学生的学习态度和理解程度。
流体力学的定义-解释说明
流体力学的定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述流体力学是研究流体在静止和运动状态下的力学性质与行为的科学。
流体可以是液体或气体，在自然界和工程领域中都广泛存在并发挥着重要作用。
流体力学作为物理学、工程学和地球科学的重要分支，涉及到许多重要的理论和实际问题，如流体的流动规律、密度、压力、速度、黏性、湍流等。
本文将对流体力学的起源与发展、流体的性质与特点，以及流体力学在工程中的应用进行介绍和探讨，旨在深入理解和掌握这一领域的基本知识与应用技术，提高读者对流体力学的认识和理解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文将首先介绍流体力学的起源与发展，包括历史背景和相关理论的演进，以及流体力学的基本概念和原理。
然后将详细探讨流体的性质与特点，包括流体的基本性质、流体的运动规律以及流体在不同条件下的行为特点。
接下来将重点关注流体力学在工程中的应用，包括流体力学在航空航天、水利水电、环境工程等领域的具体应用案例和实践经验。
最后将对流体力学的重要性进行总结，并展望流体力学在未来的发展趋势，为读者提供对流体力学的全面了解和启发。
1.3 目的本文旨在深入探讨流体力学的定义及其在工程和科学领域中的重要性。
通过对流体力学起源与发展、流体的性质与特点以及工程中的应用进行全面的介绍和分析，以期能够使读者对流体力学有更加深入的了解和认识。
同时，通过对流体力学未来发展的展望，可以为相关领域的研究和应用提供一定的参考和启发。
总之，本文旨在为读者提供有关流体力学的全面知识，以及对其未来发展的展望和思考。
2.正文2.1 流体力学的起源与发展流体力学作为研究流体运动和力学性质的学科，其起源可以追溯至古希腊时期的阿基米德。
阿基米德在其著名的《浮体定律》中首次系统地探讨了流体的性质和行为规律。
随着科学技术的发展，流体力学逐渐成为一个独立的学科领域，并在各个领域广泛应用。
流体力学的发展经历了漫长的历史过程。
17世纪，伽利略和托马斯·亚当斯等学者开始对流体的运动和性质进行研究，建立了一些基本的流体力学理论。
计算流体力学简明讲义
第一章绪论第一节计算流体力学：概念与意义一、计算流体力学概述任何流体运动的规律都是由以下3个基本定律为基础的：1）质量守恒定律；2）牛顿第二定律（力＝质量×加速度），或者与之等价的动量定理；3）能量守恒定律。
这些基本定律可由积分或者微分形式的数学方程（组）来描述。
把这些方程中的积分或者（偏）微分用离散的代数形式代替，使得积分或微分形式的方程变为代数方程（组）；然后，通过电子计算机求解这些代数方程，从而得到流场在离散的时间/空间点上的数值解。
这样的学科称为计算流体（动）力学（Computational Fluid Dynamics，以下简称CFD）。
CFD有时也称流场的数值模拟，数值计算，或数值仿真。
在流体力学基本方程中的微分和积分项中包括时间/空间变量以及物理变量。
要把这些积分或者微分项用离散的代数形式代替，必须把时空变量和物理变量离散化。
空间变量的离散对应着把求解域划分为一系列的格子，称为单元体或控制体（mesh，cell，control volume）。
格子边界对应的曲线称为网格（grid），网格的交叉点称为网格点（grid point）。
对于微分型方程，离散的物理变量经常定义在网格点上。
某一个网格点上的微分运算可以近似表示为这个网格点和相邻的几个网格点上物理量和网格点坐标的代数关系（这时的数值方法称为有限差分方法）。
对于积分型方程，离散物理量可以定义在单元体的中心、边或者顶点上。
单元体上的积分运算通常表示为单元体的几何参数、物理变量以及相邻单元体中物理变量的代数关系（这时的数值方法称为有限体积方法和有限元方法）。
所谓数值解就是在这些离散点或控制体中流动物理变量的某种分布，他们对应着的流体力学方程的用数值表示的近似解。
由此可见，CFD得到的不是传统意义上的解析解，而是大量的离散数据。
这些数据对应着流体力学基本方程的近似的数值解。
对于给定的问题，CFD 研究的目的在于通过对这些数据的分析，得到问题的定量描述。
流体力学的简单认识
流体力学的简单认识流体力学，是研究流体(液体和气体）的力学运动规律及其应用的学科。
主要研究在各种力的作用下，流体本身的状态，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的力学分支。
流体力学是连续介质力学的一门分支,是研究流体（包含气体及液体）现象以及相关力学行为的科学.可以按照研究对象的运动方式分为流体静力学和流体动力学，还可按应用范围分为水力学，空气动力学等等。
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。
20世纪初，世界上第一架飞机出现以后,飞机和其他各种飞行器得到迅速发展。
20世纪50年代开始的航天飞行,使人类的活动范围扩展到其他星球和银河系.航空航天事业的蓬勃发展是同流体力学的分支学科——空气动力学和气体动力学的发展紧密相连的。
这些学科是流体力学中最活跃、最富有成果的领域。
石油和天然气的开采，地下水的开发利用,要求人们了解流体在多孔或缝隙介质中的运动，这是流体力学分支之一——渗流力学研究的主要对象.渗流力学还涉及土壤盐碱化的防治，化工中的浓缩、分离和多孔过滤，燃烧室的冷却等技术问题。
力学心得感悟(优秀5篇)
力学心得感悟(优秀5篇)力学心得感悟(优秀5篇)力学心得感悟要怎么写，才更标准规范？根据多年的文秘写作经验，参考优秀的力学心得感悟样本能让你事半功倍，下面分享相关方法经验，供你参考借鉴。
力学心得感悟篇1力学心得感悟自从接触力学，我已经理解到力学在各种物理现象和实际应用中起着重要的作用。
以下是我学习力学的经历和心得感悟。
我第一次接触力学是在大学物理课程中。
那时，我对于力学的概念和原理感到困惑和迷茫。
然而，随着课程的深入，我逐渐理解了牛顿三定律、胡克定律以及动能、动量等基本概念。
我开始认识到，尽管力学是抽象的，但它描述的是自然界中真实存在的基本规律。
在学习过程中，我不仅学习了力学的基本原理，还锻炼了自己的逻辑思考能力。
当我看到各种物理现象，我不再是简单地描述它们，而是尝试去理解它们的本质。
例如，当我看到一个被抛出的物体在空中运动时，我会尝试用力学原理去解释它的运动规律，这就是力学在解释现象中的应用。
除了学习基本原理，我还学习了如何用力学解决实际问题。
例如，在机械设计中，我会用到胡克定律来计算弹性元件的力学性质；在分析车辆碰撞时，我会用到牛顿三定律来计算车辆的运动状态。
这些实际应用让我更加深入地理解了力学的魅力和实用性。
最后，我认识到，力学不仅仅是一门科学，它还是一种工具，可以帮助我们理解世界。
通过学习力学，我认识到，无论是在自然科学还是工程应用中，力学都有着广泛的应用。
我深感力学的重要性，并期待在未来的学习和工作中，继续深化对力学的理解和应用。
总的来说，学习力学让我更加深入地理解了物理世界，也让我认识到科学的重要性和实用性。
我相信，力学的学习将会对我未来的学习和工作产生积极影响。
力学心得感悟篇2力学心得感悟自从我开始学习力学以来，我就深深地被它的魅力和复杂性吸引住了。
在这门课程中，我们学习了牛顿运动定律、动量、能量、弹性力学等多种力学知识，这些知识不仅在工程应用中有着广泛的应用，而且也对我们的人生观和价值观产生了深远的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
我对流体力学的认识
摘要：通过对流体力学这门课程的学习，我了解了流体力学的相关知识，包括：概念，基本假设，研究方法，未来展望等。
关键字：流体力学概述基本假设研究方法
流体力学概述
流体力学是研究流体的平衡和流体的机械运动规律及其在工程实际中应用的一门学科。
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，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。
在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。
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。
1738年伯努利出版他的专著时，首先采用了水动力学这个名词并作为书名；1880年前后出现了空气动力学这个名词；1935年以后，人们概括了这两方面的知识，建立了统一的体系，统称为流体力学。
除水和空气以外，流体还指作为汽轮机工作介质的水蒸气、润滑油、地下石油、含泥沙的江水、血液、超高压作用下的金属和燃烧后产生成分复杂的气体、高温条件下的等离子体等等。
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，以及天体物理的若干问题等等，都广泛地用到流体力学知识。
许多现代科学技术所关心的问题既受流体
力学的指导，同时也促进了它不断地发展。
1950年后，电子计算机的发展又给予流体力学以极大的推动。
流体力学的基本假设
流体力学有一些基本假设，基本假设以方程的形式表示。
流体力学假设所有流体满足以下的假设：
（1）质量守恒
（2）动量守恒
（3）连续体假设
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。
流体力学的研究方法
进行流体力学的研究可以分为现场观测、实验室模拟、理论分析、数值计算四个方面：
现场观测是对自然界固有的流动现象或已有工程的全尺寸流动
现象，利用各种仪器进行系统观测，从而总结出流体运动的规律，并借以预测流动现象的演变。
过去对天气的观测和预报，基本上就是这样进行的。
解决流体力学问题时，现场观测、实验室模拟、理论分析和数值计算几方面是相辅相成的。
实验需要理论指导，才能从分散的、表面上无联系的现象和实验数据中得出规律性的结论。
反之，理论分析和数值计算也要依靠现场观测和实验室模拟给出物理图案或数据，以建立流动的力学模型和数学模式；最后，还须依靠实验来检验这些模型和模式的完善程度。
此外，实际流动往往异常复杂(例如湍流)，理论分析和数值计算会遇到巨大的数学和计算方面的困难，得不到具体结果，只能通过现场观测和实验室模拟进行研究。
流体力学的展望
从阿基米德到现在的二千多年，特别是从20世纪以来，流体力学已发展成为基础科学体系的一部分，同时又在工业、农业、交通运输、天文学、地学、生物学、医学等方面得到广泛应用。
今后，人们一方面将根据工程技术方面的需要进行流体力学应用性的研究，另一方面将更深入地开展基础研究以探求流体的复杂流动规律和机理。
后一方面主要包括：通过湍流的理论和实验研究，了解其结构并建立计算模式；多相流动；流体和结构物的相互作用；边界层流动和分离；生物地学和环境流体流动等问题；有关各种实验设备和仪器等。
心得
流体力学培养具有宽广的基础知识、适应性强的工程类专业人才，必须加强数学、物理、力学、计算机以及外语等基础知识的教育。
同理论力学和材料力学一样，流体力学也是力学的一个重要分支，是一门重要的技术基础课程。
它以流体（包括气体和液体）为研究对象，研究流体宏观的平衡和运动规律，流体与固体壁面之间的相互作用规律，以及这些规律在工程实际中的应用。
流体力学的基础性很强，应用也十分广泛。
它的研究领域随着生产的发展，科学的进步在不断地更新、深化和扩大，到目前为止可以说已渗透到国民经济和社会生产的各个领域。
流体力学是与我国四化建设和人民的生活息息相关的。
例如研究大气和海洋的运动，使我们可以分析厄尔尼诺和拉尼娜现象产生的原因，做好天气预报和海情预报，以便为农业渔业，航空业、国防和人民服务，做好防灾减灾的准备工作：研究各种空间飞行物如飞机、人造卫星、导弹、炮弹和各种水上水下运动物体的运动，可以了解它们的空气和水动力性能，以便获得阻力小、稳定性高的最佳物体外形，此外，油田油气的，地下水的利用等无不与流体力学密切相关。
以高精尖的电子产品为例，如计算机、电视机、电冰箱等都会涉及到通风、冷却、制冷等流体力学问题。
我们不仅在后续的专业课程学习中要用到流体力学的知识，更重要的是它可作为在今后的工作岗位上学习新知识的理论基础。
参考文献:李玉柱苑明顺编《流体力学》高等教育出版社1997 周谟仁主编《流体力学泵与风机》中国建筑工业出版1979。