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。

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。

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。

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。

一、是非题。

1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。

（错误）2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。

（正确）3.附面层分离只能发生在增压减速区。

(正确）4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。

（错误）5.相对静止状态的等压面一定也是水平面. （错误）6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。

（正确)7.流体的静压是指流体的点静压. (正确）8.流线和等势线一定正交。

（正确）9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动. （正确）10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加,压力减小。

（正确）11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。

（正确)12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度减小，压力增加。

(正确）13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。

（正确）14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。

（正确）15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。

（正确）16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面. （错误）17。

流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。

（错误 )18流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。

（错误）二、填空题。

1、1mmH2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法 .3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性.4、雷诺数是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时惯性力与粘性力的对比关系。

5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q为,总阻抗S为.串联后总管路的流量Q为，总阻抗S为。

6、流体紊流运动的特征是脉动现像,处理方法是时均法 .7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。

8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。

9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值.10、稳定流动的流线与迹线重合。

工程流体力学（2012年计算题考到了压力体的计算，水头损失的计算与泵的扬程，考到了文丘里管，就记得这么些了，希望有所帮助。

）一、名词解释（10分）1.理想流体/实际流体：完全没有粘性的流体/具有粘性的流体。

2.控制体：流场中某一确定不变的区域。

3.压力中心：总压力的作用点。

4.水力光滑：层流底层厚度大于绝对粗糙度，阻力系数只是雷诺数的函数。

5.流线：同一瞬间相邻各点速度方向线的连线。

6.层流：流动中粘性力影响为主，流体质点间成分层流动主要表现为摩擦。

7.水力坡度：沿流程单位长度的水头损失。

（注意和水利坡降的区别）8.扬程：由于泵的作用使单位重力液体所增加的能量，叫泵的扬程。

9.湿周：与液体接触的管子断面的周长。

10•当量长度：把局部水头损失换算成相当某L当管长的沿程水头损失时，L当即为当量长度。

11.流体：易流动的物质，包括液体和气体。

12.迹线：流体质点运动的轨迹。

13•系统：包含确定不变流体质点的任何集合。

14•水力粗糙：当层流底层的厚度小于管壁粗糙度时，即管壁的粗糙突起部分或全部暴露在紊流区中，造成新的能量损失，此时的管内流动即为水力粗糙。

15•压力体：是由受压曲面、液体的自由表面或其延长面和由该曲面的最外边界引向液面或液面延长面的铅垂面所围成的封闭体积。

（画压力体基本上每年都考）16•短管：计算中不可以忽略的局部水头损失和流速损失的管路。

17.紊流：雷诺数大于2000的流动，表现的是液体质点的相互撞击和掺混。

18•粘性：是流体阻止发生变形的一种特性。

19•当量直径：对于非圆形的管路，当量直径等于水力半径的4倍。

20.水力半径：管路的断面面积与湿周之比。

21•真空压力：是指流体的绝对压力低于大气压力产生真空的程度（考试会考到真空度的概念，注意区分表压，绝对压力等的区别，考试时千万别混了）22•绝对压力：是以绝对真空为基准计量的压力。

23.虚压力体：压力体和液体在受力曲面的异侧，此压力体称作虚压力体。

⼯程流体⼒学复习纲要⼀、绪论1、流体和固体都具有物质的基本属性：1. 由⼤量的分⼦组成；2. 分⼦不断作随机热运动；3. 分⼦与分⼦之间存在着分⼦⼒的作⽤。

2、易流动性是流体区别于固体的根本标志，可压缩性是⽓体区别于液体的根本标志3、标准状况下，1cm 3液体约3.3×1022个分⼦，相邻分⼦间距约为 3.1×10-8 cm 。

1cm 3⽓体约2.7× 1019个分⼦，相邻分⼦间距约为 3.2×10-7 cm 。

4、流体质点:1. 流体质点的宏观尺⼨⾮常⼩；2. 流体质点的微观尺⼨⾮常⼤；3. 流体质点具有空间和时间的宏观物理量；4. 流体质点间没有空隙，连续不断。

5、连续介质：流体质点看作是流体介质的基本单位，因此流体是由⽆穷多个、⽆穷⼩、连绵不断的流体质点所组成的⽆间隙的连续介质。

连续介质模型：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)。

6、流体具有压缩性和膨胀性，⽓体较液体显著。

g pV nRT mR T == 8314/(.)g R R J kg K M M== V ＝V （T ，p ） P 不变，T ↑，V ↑； T 不变，P ↑，V ↓7、流体的体胀系数（膨胀系数）⽓体：8、流体的（等温）压缩系数（率）⽓体： 9、流体的体积弹性模量当K ⼤，流体可压缩性⼩，反之，可压缩性⼤。

液体：压缩率⼩，体积弹性模量很⼤，如果混⼊⽓体，K ⼤⼤的下降。

10、将可压缩性很⼩的流体近似看成不可压缩流体。

11、粘性的定义：流体运动时内部产⽣内摩擦⼒（切应⼒）的这种性质称流体的粘性。

粘性是流体本⾝的⼀种属性，只有当流层发⽣相对运动，产⽣内摩擦⼒时，粘性才表现出来。

静⽌流体不呈现粘性。

粘性产⽣的原因：1. 分⼦间相互吸引⼒ ——⽜顿内摩擦定律2. 分⼦不规则热运动的动量交换注意这⾥求出来的是切应⼒！12、粘度：)K (1/lim 10-→?=??=dt dV V T V V t v α)K (11-=T v α)Pa (1/lim 10-→?-=??-=dp dV V p V V p T κ)Pa (11-=p Tκ)Pa (1dVdp VK T-==κ常数=ρdy dvµτ±=1.）动⼒粘度µ 表⽰单位速度梯度下流体内摩擦应⼒的⼤⼩，直接反应了流体粘性的⼤⼩，单位为 N?s/m 2=Pa ? s 。

一、是非题。

1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。

（错误)2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。

(正确）3.附面层分离只能发生在增压减速区。

（正确）4.等温管流摩阻随管长增加而增加,速度和压力都减少. (错误）5.相对静止状态的等压面一定也是水平面. （错误)6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。

（正确）7.流体的静压是指流体的点静压. (正确）8.流线和等势线一定正交。

（正确）9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。

（正确）10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。

(正确）11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。

（正确）12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。

（正确）13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心. （正确）14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。

（正确)15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。

（正确）16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。

（错误）17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。

(错误）18流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其他无关. (错误）二、填空题。

1、1mmH2O= 9。

807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。

3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。

4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时惯性力与粘性力的对比关系.5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q为 ,总阻抗S为。

串联后总管路的流量Q为，总阻抗S为 .6、流体紊流运动的特征是脉动现像，处理方法是时均法 .7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。

8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。

9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。

10、稳定流动的流线与迹线重合。