流体力学重点

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。

流体力学重点概念总结(可直接打印版)第一章绪论表面力：又称面积力，是毗邻流体或其它物体，作用在隔离体表面上的直接施加的接触力。

它的大小与作用面积成比例。

剪力、拉力、压力质量力：是指作用于隔离体内每一流体质点上的力，它的大小与质量成正比。

重力、惯性力流体的平衡或机械运动取决于：1.流体本身的物理性质（内因）2.作用在流体上的力（外因）牛顿通过著名的平板实验，说明了流体的粘滞性，提出了牛顿内摩擦定律。

τ=μ(du/dy)τ只与流体的性质有关，与接触面上的压力无关。

动力粘度μ：反映流体粘滞性大小的系数，单位：N•s/m2运动粘度ν：ν=μ/ρ第二章流体静力学流体静压强具有特性1.流体静压强既然是一个压应力，它的方向必然总是沿着作用面的内法线方向，即垂直于作用面，并指向作用面。

2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与其作用面的方位无关，即同一点上各方向的静压强大小均相等。

静力学基本方程: P=Po+pgh等压面：压强相等的空间点构成的面绝对压强：以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强 Pabs相对压强：以当地大气压为基准起算的压强 PP=Pabs—Pa（当地大气压）真空度：绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值 PvPv=Pa-Pabs= -P测压管水头：是单位重量液体具有的总势能基本问题：1、求流体内某点的压强值：p = p0 +γh；2、求压强差：p – p0 = γh ；3、求液位高：h = （p - p0）/γ平面上的净水总压力：潜没于液体中的任意形状平面的总静水压力P，大小等于受压面面积A与其形心点的静压强pc之积。

注意：只要平面面积与形心深度不变:1．面积上的总压力就与平面倾角θ无关；2．压心的位置与受压面倾角θ无直接关系，是通过yc表现的；3．压心总是在形心之下，在受压面位置为水平放置时，压心与形心重合。

作用在曲面壁上的总压力—水平分力作用于曲面上的静水总压力P的水平分力Px等于作用于该曲面的在铅直投影面上的的投影（矩形平面）上的静水总压力，方向水平指向受力面，作用线通过面积Az的压强分布图体积的形心。

三、简答题1、 稳定流动及不稳定流动。

---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局部要素随时间改变，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。

通过层流边层厚度及管壁粗糙度值的大小进展比拟。

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构造，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根本的物理定律，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、 因次分析方法的根本原理。

---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一样，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。

《流体力学考》考点重点知识归纳1.流体元：就有线尺度的流体单元，称为流体“质元”，简称流体元。

流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。

2.流体质点：（流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律）（1）流体质点无线尺度，只做平移运动（2）流体质点不做随即热运动，只有在外力的作用下作宏观运动；（3）将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性；3.连续性介质模型的内容：根据流体指点概念和连续介质模型，每个流体质点具有确定的宏观物理量，当流体质点位于某空间点时，若将流体质点的物理量，可以建立物理的空间连续分布函数，根据物理学基本定律，可以建立物理量满足的微分方程，用数学连续函数理论求解这些方程，可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。

4.连续介质假设：假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。

5.牛顿的粘性定律表明：牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比，还表明对一定的流体，作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的，而不是由速度决定的：6.牛顿流体：动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。

7.分子的内聚力：当两层液体做相对运动时，两层液体的分子的平均距离加大，分子间的作用力变现为吸引力，这就是分子的内聚力。

液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层，漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动，表现为内摩擦力。

、流体在固体表面的不滑移条件：分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面，随固体一起运动或静止。

8.温度对粘度的影响：温度对流体的粘度影响很大。

液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度则相反，随温度的升高而增大。

压强对粘性的影响：压强的变化对粘度几乎没有什么影响，只有发生几百个大气压的变化时，粘度才有明显改变，高压时气体和液体的粘度增大。

9.描述流体运动的两种方法拉格朗日法：拉格朗日法又称为随体法。

它着眼于流体质点，跟随流体质点一起运动，记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律，跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。

1.连续性微分方程公式：のux/のx+のuy/のy+のuz/のz=0例：已知不可压缩流体的两个分速度为ux=ax²+by²+cz²，uy=-（dxy+eyz+fzx）其中abcdef皆为常数。

若当z=0时，uz=0，试求坐标z方向的分速度uz。

将ux、uy代入微分方程公式中得：のuz/のz=（d-2a）x+ez积分上式：uz=（d-2a）xz+ez²/2+f（x,y）式中f(x,y)是x、y的任意函数。

由题中已知条件有f(x,y)=0，故坐标z方向的分速度为uz=（d-2a）xz+ez²/2流线方程：dx/ux=dy/uy=dz/uz迹线方程：dx/ux=dy/uy=dz/uz=dt例：已知流速场ux=kx,uy=-ky,uz=0,其中y≥0，k为常数，求：（1）流线方程（2）迹线方程（1）将ux、uy代入流线方程中得dx/kx=dy/-ky积分上式得：xy=C（2）将ux、uy代入迹线方程得：dx/kx=dy/-ky=dt积分上式得xC1e kt,y=C2e-kt2.总压力与动量：∑F=ρQ（V2-V1）F=ρgbh²/2 V=qv/bh=qv/A例：Fp1-Fp2-F’=ρqv(v2-v1)Fp1=ρgbh1²/2=29400NFp2=ρgbh1²/2=1937.5Nv1= qv/bh1=0.5m/s v2= qv/bh2=2.0m/s F’=Fp1-fp2-ρqv（V2-V1）=25.31KN3.伯努力与水头损失：z1+p1/ρg+v1²/2g=z2+p2/ρg+v2²/2g+hwPa/ρg=Hs+P2/ρg+αv²+hw这里近似取水池流速为零。

水头损失：Hw=λ（L/d）×v²/2g+∑ζv²/2g代入上式。

则有：Hs=（Pa-P2）/ρg-（α+λL/d+∑ζ）v²/2g 取（Pa-P2）ρg=[hv]=6.2m局部损失因数：∑ζ=ζ1+ζ2=5.5+0.25=5.75管中流速：v=4qv/πd²=1.19m/s将各数值代入上式得Hs=[hv]-(α+λL/d+∑ζ)v²/2g=5.52m4.潜井浸润曲线：z²-h²=qv/（πk）×（H²-h²）/ln(r/r0)产水量：qv=πk（H²-h²）/ln(R/r0)R=3000s√k(s是最大降落H-h)例题：有一潜水完全井，含水层厚度8m，k=0.0015m/s,r0=0.5m,h=5m,求qvS=H-h=3R=3000s√k=348.6mqv=πk（H²-h²）/ln(R/r0)=0.028m³/s尼古拉兹曲线：（1）层流区层流时λ与Re有关与粗糙成度无关（2）层流向湍流的过渡区λ与Re有关与粗糙程度无关（3）水利光滑区λ与Re有关与粗糙程度无关（4）过渡粗糙区λ与Re有关也与粗糙程度有关（5）水力粗糙区λ仅与粗糙程度有关潜体：1、潜体平衡：（G）重力=浮力（F）重心浮心在同一垂直线上2、稳定：（1）浮心在上，重心在下——稳定平衡（2）浮心在下，重心在上——不稳定平衡（3）浮心与重心平衡——随遇平衡明渠水力最优断面：qv=1/nAR2/3i1/2=i1/2A5/3/nX2/3从设计的角度考虑，希望在A、i、n一定的条件下，使设计出的渠道通过能力qv=qmax；或在qv、i、n一定的条件下，使设计出的渠道过流断面称为最优断面。

流体连续介质模型：可以认为流体内的每一点都被确定的流体质点所占据，其中并无间隙，于是流体的任一物理参数（）都可以表示为空间坐标跟时间的连续函数（），而且是连续可微函数，这就是流体连续介质假说，即流体连续介质模型。

流体的力学特性1，流动性：流体没有固定的形状，其形状取决于限制它的固体边界，流体在受到很小的切应力时，就要发生连续的变形，直到切应力消失为止。

2，可压缩性：流体不仅形状容易发生变化，而且在压力作用下体积也会发生变化。

3，粘滞性：流体在受到外部剪切力作用发生连续变形，即流动的过程中，其内部相应要发生对变形的抵抗，并以内摩擦的形式表现出来，运动一单停止，内摩擦即消失。

牛顿剪切定律：流体层之间单位面积的内摩擦力与流体变形速率（速度梯度）成正比（）无滑移条件：流体与固体壁面之间不存在相对滑动，即固体壁面上的流体速度与固体壁面速度相同，在静止的固体壁面上，流体速度为零。

理想流体：及粘度（）的流体，或称为无黏流体表面张力：对于与气体接触的液体表面，由于表面两侧分子引力作用的不平衡，会是液体表面处于张紧状态，即液体表面承受有拉伸力，液体表面承受的这种拉伸力称为表面张力。

表面张力系数：液体表面单位长度流体线上的拉伸力称为表面张力系数，通常用希腊字母（）表示，单位（）毛细现象：如果将直径很小的两只玻璃管分别插入水和水银中，管内外的液位将有明显的高度差，这种现象称为毛细现象，毛细现象是由液体对固体表面的润湿效应和液体表面张力所决定的一种现象。

毛细现象液面上升高度（）牛顿流体：有一大类流体，他们在平行层状流动条件下，其切应力（）与速度梯度（）表现出线性关系，这类流体被称为牛顿型流体，简称牛顿流体。

描述流体运动的两种方法1，拉格朗日法：通过研究流体场中单个质点的运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为拉格朗日法2，欧拉法：通过研究流体场中某一空间点的流体运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为欧拉法迹线：流体质点的运动轨迹线曲线称为迹线流线：流线是任意时刻流场中存在的一条曲线，该曲线上流体质点的速度方向与其所在点处曲线的切线方向一致。

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。

流体力学重点知识汇总编者：翟冬毅韩冠宇武红李姗姗孙荣耀柯慧宇刘培放高士奇（以编写的章节排序）第一章连续介质假设:连续介质假设的概念认为流体是由流体质点连续的、没有空隙的充满了流体所在的整个空间的连续介质。

质点（流体微团）：流体质点，是指微观上充分大、宏观上充分小的分子团。

粘滞性及其影响因素：对于流动着的流体，若流体质点之间因相对运动的存在，而产生内摩擦力以抵抗其相对运动的性质，称为流体的粘滞性，所产生的内摩擦力也称为粘滞力，或粘性力。

切应力和牛顿内摩擦定律：（1-14）、（1-15）动力粘性系数：μ在国际单位制中单位是Pa·s或N·s/m2，单位中由于含有动力学量纲，一般称为动力粘性系数运动粘性系数：运动粘性系数ν是动力粘性系数μ与流体密度ρ的比值。

梯度与变形的关系：牛顿内摩擦定律（1-14）中反映相对运动的流速梯度du/dt，实际上表示了流体微团的剪切变形速度。

作用力分类：按物理性质，分为惯性力、重力、弹性力、粘滞力、表面张力等；按作用方式，分质量力和表面力两种。

质量力是作用于流体的你每一个质点上，并与被作用的流体的质量成比例的力。

表面力是作用于流体的表面上，并与被作用的表面面积成比例的力。

第二章流体静压强特性：1.作用方向垂直并指向作用面。

2.静止流体内任意一点的流体静压强的大小与其作用面的方位无关，任意一点的流体静压强在各个方向上相等。

等压面性质：1.在平衡流体中等压面就是等势面。

2. 在平衡流体中等压面与质量力正交。

Z：位置水头，又代表位置势能，简称位能。

P/ᵨg：压强水头，又代表压强势能，简称压能。

(P/ᵨg＋Z)：测压管水头，为常数。

绝对压强=相对压强+大气压强：p’=p+p a真空压强（真空度）：pv=pa- p’静压强分布图：1.按一定的比例，用线段的长度代表静水压强大小。

2.用箭头表示静水压强的方向。

压力体：1.受液体作用的曲面本身。

2.自由液面或自由液面的延长面。

机械工程流体力学与热力学重点考点梳理1. 流体力学概述1.1 流体力学的基本概念1.2 流体的性质和分类1.3 流体运动的描述方法2. 流体静力学2.1 流体的压力和压强2.2 大气压力和气压测量2.3 浮力与浮力条件2.4 压力的传递和帕斯卡定律2.5 压力的稳定性和压力图形3. 流体动力学基础3.1 流体的密度、质量流量和体积流量3.2 流体的速度和速度梯度3.3 流体的连续性方程3.4 流体的动量守恒方程3.5 流体的能量守恒方程4. 流体流动与阻力4.1 管道流动的基本条件4.2 管道流动的雷诺数和阻力系数4.3 流体流动的类型和特性4.4 流体的黏性和黏性流动4.5 流体阻力的计算方法5. 流体力学实验5.1 流体力学实验的基本原理5.2 流体流动实验的设备和仪器5.3 流体力学实验的设计和数据处理5.4 流体力学实验的安全措施和注意事项6. 热力学基础6.1 热力学的基本概念和假设6.2 系统和热力学性质6.3 热力学过程和热力学定律6.4 热力学方程和热力学函数6.5 理想气体和非理想气体的热力学性质7. 热力学循环与功效7.1 热力学循环的基本概念和分类7.2 热力学循环的效率和性能参数7.3 理想气体的热力学循环7.4 实际热力学循环的特点和改进方法7.5 热力学循环在工程中的应用8. 热传导与传热8.1 热传导的基本原理和方程8.2 热传导的几何参数和导热性质8.3 热传导的稳态和非稳态8.4 传热方式的分类和特性8.5 传热计算和传热设备9. 边界层和对流传热9.1 边界层的形成和特性9.2 边界层的分类和厚度9.3 粘性流体的边界层和无粘流体的边界层 9.4 边界层传热和换热系数9.5 对流传热的机制和传热表达式10. 流体力学与热力学应用10.1 流体力学在飞行器设计中的应用10.2 流体力学在水力工程中的应用10.3 流体力学在能源系统中的应用10.4 热力学在汽车工程中的应用10.5 热力学在热能工程中的应用以上为机械工程流体力学与热力学的重点考点梳理，掌握了这些知识点，可以对机械系统中的流体行为和热力学性能进行分析和设计，为工程实践提供理论支持。

流体力学知识点
流体力学（Fluid mechanics）是研究在不压缩前提下运动的流体（包括气体和液体）运动规律及其在实际问题中的应用的科学。

下面是一些流体力学的知识点：
1. 流体概念：流体是指那些具有自由形态的物质，包括液体和气体。

与之相对的是固体，它们的形状和容积是固定的。

2. 流量和流速：流量是指在单位时间内流体穿过某一截面积的体积，通常用Q表示。

流速是流体穿过单位截面的速度，通常用v表示。

3. 黏性：黏性是流体抵抗形变的能力，也就是流体对于剪切力的反应。

黏性可以影响流体的流动行为，如引起粘滞力、涡旋等。

4. 涡旋和湍流：涡旋是流体中的一种自旋结构，能够影响周围流体的运动。

当流速足够高或管道过窄时，涡旋可以导致湍流，这对于流体的传输和控制有重要的影响。

5. 流体静力学：流体静力学是研究静止流体的行为和力学性质的学科，例如容器中的压强、静水压、浮力，以及流体静态的稳定性和压强分布等。

6. 流体动力学：流体动力学是研究流体在运动状态下行为和性质的学科。

它主要研究流体的动量、能量、质量守恒，并探讨流体在各种条件下的运动规律。

以上是一些流体力学的基本知识点，涵盖了流体特性、流动规律、流体静力学和流体动力学等方面。

流体力学在许多领域有广泛的应用，如工程、航天、海洋、气象等，都离不开对流体物理规律的深入理解和应用。

上海市考研力学复习资料流体力学重点公式整理一、液体静力学1. 压力 (P) 的定义：单位面积上垂直作用的力。

2. 压力的计算公式：P = F / A，其中 F 表示作用力，A 表示作用面积。

3. 压强 (p) 的定义：液体压力除以液体所受面积。

4. 压强的计算公式：p = P / A5. 海伦公式：用于计算三角形面积。

二、连续介质力学基础1. 质量守恒定律：在不受外力作用的情况下，连续介质内的质量保持不变。

2. 动量守恒定律：对于封闭系统，在任意时刻流体的动量总量保持不变。

3. 流体流动的欧拉方程：描述流体运动的基本方程之一，表示流体质点质心的运动。

4. 流体流动的纳维-斯托克斯方程：描述流体运动的基本方程之一，表示流体速度的变化。

5. 边界层理论：研究流体在壁面附近速度变化比较剧烈的区域。

三、流体动力学1. 速度势函数：对于无旋流，存在速度势函数，使得流体速度可以表示为速度势函数的梯度。

2. 流函数：对于无源流，存在流函数，使得流体速度可以表示为流函数的旋度。

3. 琴生定理：用于求解流体在给定几何形状中的流动问题，表示在闭合曲线上的面积分等于该曲线上的线积分。

4. Bernoulli方程：描述流体运动的基本方程之一，表示单位质量的流体沿流线所具有的能量。

5. 流量守恒定律：在稳定流动情况下，单位时间内通过管道截面的流体质量不变。

四、黏性流体力学1. 卡门方程：用于描述黏性流体的流动状态和速度分布。

2. Re数（雷诺数）：用于描述流体静态应力和黏性应力比值的无量纲值。

3. 粘度(η) 的定义：流体流动过程中抵抗剪切力的能力。

4. 接触角(θ) 的定义：液滴或液体与固体之间接触处的角度。

5. 斯托克斯定律：描述了小粒子在流体中的运动规律，由黏性力和重力共同决定。

以上所列公式为流体力学复习中重点需要掌握的内容，通过掌握这些公式，能够准确描述流体力学中的各种现象和问题，为进一步学习和研究提供了基础。

在考研复习中，通过理解和掌握这些公式，并运用到实际问题中进行分析和解决，将有助于提高对流体力学的理解和应用能力。

流体力学重点概念总结(可直接打印版)第一章绪论表面力，也称面积力，是指直接施加在隔离体表面上的接触力，其大小与作用面积成比例。

剪力、拉力和压力都属于表面力。

质量力是指作用于隔离体内每个流体质点上的力，其大小与质量成正比。

重力和惯性力都属于质量力。

流体的平衡或机械运动取决于流体本身的物理性质（内因）和作用在流体上的力（外因）。

XXX通过著名的平板实验，说明了流体的粘滞性，并提出了牛顿内摩擦定律。

根据该定律，剪切应力τ只与流体的性质有关，与接触面上的压力无关。

动力粘度μ是反映流体粘滞性大小的系数，单位为N•s/m2.运动粘度ν等于动力粘度μ除以流体密度ρ。

第二章流体静力学流体静压强具有以下特性：首先，流体静压强是一种压应力，其方向总是沿着作用面的内法线方向，即垂直于作用面，并指向作用面。

其次，在静止的流体中，任何点上的流体静压强大小与其作用面的方位无关，即同一点上各方向的静压强大小均相等。

流体静力学基本方程为P=Po+pgh，其中Po为参考压力，p为流体密度，g为重力加速度，h为液体高度。

等压面是压强相等的空间点构成的面。

绝对压强以无气体分子存在的完全真空为基准起算，而相对压强以当地大气压为基准起算。

真空度是绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值。

测压管水头是单位重量液体具有的总势能。

在平面上，净水总压力是潜没于液体中的任意形状平面的总静水压力P，其大小等于受压面面积A与其形心点的静压强pc之积。

需要注意的是，只要平面面积与形心深度不变，面积上的总压力就与平面倾角θ无关，压心的位置与受压面倾角θ无直接关系，是通过XXX表现的，而压心总是在形心之下。

对于作用在曲面壁上的总压力，水平分力Px等于作用于该曲面的在铅直投影面上的投影（矩形平面）上的静水总压力，方向水平指向受力面，作用线通过面积Az的压强分布图体积的形心。

垂直分力Pz等于该曲面上的压力体所包含的液体重，其作用线通过压力体的重心，方向铅垂指向受力面。

流体力学课程1. 引言流体力学是研究流体运动及其力学特性的学科。

它在科学研究和工程实践中都有着广泛的应用。

本文将重点介绍流体力学课程的相关内容，包括流体的基本性质、流体静力学、流体动力学以及应用领域等。

2. 流体的基本性质2.1 流体的定义和分类流体是指能够流动的物质，它可以分为液体和气体两大类。

液体具有固定的体积，不易被压缩；气体则没有固定的体积，易被压缩。

2.2 流体的密度和压力流体的密度定义为单位体积内所含质量的大小，通常表示为ρ。

流体的压力是由于其分子间相互作用而产生的力的作用，通常表示为p。

流体的压强则是单位面积上受到的压力大小。

2.3 流体的流动性和黏性流体的流动性是指流体具有流动的特性，即流体能够自由地流动。

而流体的黏性是指流体内部分子间的内摩擦力，黏性越大，则流体的黏稠程度越高。

3. 流体静力学3.1 流体的静力学假设流体静力学是研究静止流体力学特性的学科。

在流体静力学中，我们假设流体是静止的，即不考虑流体的流动行为。

3.2 流体静力学定律流体静力学定律包括斯托克斯定律、帕斯卡定律和阿基米德原理。

•斯托克斯定律描述了液体内部的压强分布和压力变化规律。

•帕斯卡定律指出，在封闭的连通管道中，液体受到的外力会均匀地传递给整个系统。

•阿基米德原理描述了浸没在液体中的物体受到的浮力大小等于其排挤的液体的重量。

4. 流体动力学4.1 流体运动的描述流体的运动可以通过速度场和流线来描述。

速度场表示流体在不同位置的速度矢量，而流线则是与速度场相切的曲线。

4.2 流体动力学方程流体动力学方程包括连续性方程、动量方程和能量方程。

连续性方程描述了流体的质量守恒，动量方程描述了流体的力学运动规律，能量方程描述了流体的能量守恒。

4.3 流体的流动模式流体的流动可以分为定常流动和非定常流动。

定常流动是指流体的速度场在时间上保持不变，而非定常流动则是指流体的速度场随时间发生变化。

5. 流体力学的应用5.1 工程中流体力学的应用流体力学在工程实践中有着广泛的应用，例如飞机的气动设计、水力发电站的设计和煤气气瓶的研制等。

流体力学知识重点流体连续介质模型：可以认为流体内的每一点都被确定的流体质点所占据，其中并无间隙，于是流体的任一物理参数（）都可以表示为空间坐标跟时间的连续函数（），而且是连续可微函数，这就是流体连续介质假说，即流体连续介质模型。

流体的力学特性1，流动性：流体没有固定的形状，其形状取决于限制它的固体边界，流体在受到很小的切应力时，就要发生连续的变形，直到切应力消失为止。

2，可压缩性：流体不仅形状容易发生变化，而且在压力作用下体积也会发生变化。

3，粘滞性：流体在受到外部剪切力作用发生连续变形，即流动的过程中，其内部相应要发生对变形的抵抗，并以内摩擦的形式表现出来，运动一单停止，内摩擦即消失。

牛顿剪切定律：流体层之间单位面积的内摩擦力与流体变形速率（速度梯度）成正比（）无滑移条件：流体与固体壁面之间不存在相对滑动，即固体壁面上的流体速度与固体壁面速度相同，在静止的固体壁面上，流体速度为零。

理想流体：及粘度（）的流体，或称为无黏流体表面张力：对于与气体接触的液体表面，由于表面两侧分子引力作用的不平衡，会是液体表面处于张紧状态，即液体表面承受有拉伸力，液体表面承受的这种拉伸力称为表面张力。

表面张力系数：液体表面单位长度流体线上的拉伸力称为表面张力系数，通常用希腊字母（）表示，单位（）毛细现象：如果将直径很小的两只玻璃管分别插入水和水银中，管内外的液位将有明显的高度差，这种现象称为毛细现象，毛细现象是由液体对固体表面的润湿效应和液体表面张力所决定的一种现象。

毛细现象液面上升高度（）牛顿流体：有一大类流体，他们在平行层状流动条件下，其切应力（）与速度梯度（）表现出线性关系，这类流体被称为牛顿型流体，简称牛顿流体。

描述流体运动的两种方法1，拉格朗日法：通过研究流体场中单个质点的运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为拉格朗日法2，欧拉法：通过研究流体场中某一空间点的流体运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为欧拉法迹线：流体质点的运动轨迹线曲线称为迹线流线：流线是任意时刻流场中存在的一条曲线，该曲线上流体质点的速度方向与其所在点处曲线的切线方向一致。

学习目标1、掌握流体的主要物理性质2、掌握相似原理与量纲分析3、了解模型实验4、掌握水静力学流体的主要物理性质流体力学的定义与研究对象流体力学研究处于运动状态的流体（fluid dynamics) 或静止的流体（fluid statics) 。

液体（liquid）与气体（gas）统称为流体。

流体的主要物理性质水力学（Hydraulics) —研究液体运动规律的科学。

水力学为流体力学的一个分支。

水力学的研究对象是液体，液体的基本特征就是其具有流动性。

流动性（mobility) 指任何微小切应力都会使液体流动的性质；或静止的液体不能承受任何微小切应力的作用。

流动性还表现在液体不能承受拉力。

流体的主要物理性质连续介质模型液体是由大量的分子构成的。

水力学的研究目的是液体的宏观机械运动规律，而这一规律恰恰是研究对象中所有子微观运动的宏观表现。

1755年瑞士数学家、力学家欧拉（ L. Euler）首先提出:“液体是一个不存在分子间隙的连续介质。

”连续介质模型—由密集质点构成的、内部无间隙的液体。

流体的主要物理性质质点—含有大量分子的，与流动空间相比体积可忽略建立连续介质模型: 排除了分子运动的复杂性。

流体力学作为独立学科，在理论基础上可独立应用解决工程实际问题。

作为专业基础，可在诸多的领域中得到应用：航海—船的航行土木—基坑排水、材料输送；环境—水污染治理流体的主要物理性质作用在液体上的力根据作用方式，可分为两类：表面力及质量力。

表面力—通过直接接触，施加在隔离体接触表面上的力。

应力的单位是帕斯卡（Pascal），以符号Pa表示。

1 Pa 相当于 1 N/m质量力—施加在隔离体每个质点上的力，如重力。

流体的主要物理性质质量力与隔离体的质量成正比。

质量力的大小用单位质量力表示。

单位质量力的单位为米每二次方秒（m/s2）流体的主要物理性质惯性（ inertia )—物体维持原有运动状态的性质。

通常用质量（mass）来衡量惯性大小。