流体力学绪论
第一章流体的基本概念
第二章流体静力学
第三章流体动力学
第四章粘性流体运动及其阻力计算
第五章有压管路的水力计算
第六章明渠定常均匀流
第九章泵与风机绪论
一、流体力学概念
流体力学——是力学的一个独立分支，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。
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。
研究内容：研究得最多的流体是水和空气。1、流体静力学：关于流体平衡的规律，研究流体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于流体
上的各种力之间的关系；2、流体动力学：关于流体运动的规律，研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素
之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等。
基础知识：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（反映物质宏观性质的数学模型）和物理学、化学的基础知识。二、流体力学的发展历史流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。古时中国有大禹治水疏通江河的传说；秦朝李冰父子带领劳动人民修建的都江堰，至今还在发挥着作用；大约与此同时，古罗马人建成了大规模的供水管道系统等等。
流体力学的萌芽：距今约2200年前，希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文，他对静止时的液
体力学性质作了第一次科学总结。建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定
了流体静力学的基础。此后千余年间，流体力学没有重大发展。
15世纪，意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题；17世纪，
帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。但流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学，却是随着
经典力学建立了速度、加速度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形成的。
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）
流体的主要物理性质：
密度：是指单位体积流体的质量。单位：kg/m3 。
重度：指单位体积流体的重量。单位： N/m3 。
流体的密度、重度均随压力和温度而变化。
流体的流动性：流体具有易流动性，不能维持自身的形状，即流体的形状就是容器的形状。静止流体几乎不能抵抗任何微小的拉力和剪切力，仅能抵抗压力。
流体的粘滞性：即在运动的状态下，流体所产生的阻抗剪切变形的能力。流体的流动性是受粘滞性制约的，流体的粘滞性越强，易流动性就越差。任何一种流体都具有粘滞性。
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：反映流体粘滞性大小的系数，单位：N•s/m2
运动粘度：ν=μ/ρ
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 P
P=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 Pv
Pv=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 ；
1第11章 渗 流
小 结
1．渗流现象
流体在孔隙介质中的流动称为渗流，在水力学中主要研究重力水在均质各向同性土壤
中的地下水流动。
地下水的透水性通常用渗透系数k来衡量，土壤愈密实和不均匀，渗透系数k就愈
小，地下水渗透的能力愈小；反之，地下水的渗透能力愈大。
2．渗流模型、达西定律
（1）渗流模型是忽略全部土壤颗粒的存在，认为水连续地充满整个渗流空间，且满
足：
1)对同一过水断面，模型的渗流量等于真实的渗流量。
2)作用于模型任意面积上的渗流压力，应等于真实渗流压力。
3)模型任意体积内所受的阻力等于同体积真实渗流所受的阻力。
渗流模型中渗流流速v小于真实渗流流速v′，即v = nv′(n为土壤孔隙率n＜1)
（2）达西定律(渗流线性定律)
1)公式
d
dHukJk
s==−
说明：均质的孔隙介质中，渗流中的水头损失与渗流流速的一次方成正比。
2)适用范围：层流渗流，上限值101~10d
Re
ν=≤v
。
3)对于无压渐变渗流的断面平均流速服从裘皮幼公式：
d
dHkJk
s==−v
3．井出水流量基本公式
完整潜水井：
22
0()
π
ln(/)kHh
Q
Rr−
= 其中h = H－S
完整承压井
02
ln(/)ktS
Q
Rrπ
=
4．平坡的浸润曲线方程(即集水廊道的水力计算公式)
22
122q
Lhh
k=−
5．扬压力：浮托力和渗流压力之和，即潜水层中建筑物基底截面所受到的垂向总水
压力。 26．地下无压渗流和明渠流的异同点 渗流 明渠流
相
同
点 均适用连续介质模型；均有恒定流、非恒定流、均匀流、渐变流；均有水面线
（浸润线、水面曲线）。均匀流和渐变流断面有：constp
z
gρ+=
不
同
点 • 均匀流断面上的流速分布为均布，
• 多为层流10
c110d
Re
ν=<～v
• 层流：v = kJ （v = v实 · n ）
• 断面总能量：
2
()
2p
Ez
ggρ=+可略v
• 流速分布不均匀，对数或指数分布
• 多为紊流c575RRe
流体力学ppt
流体力学专业为力学一级学科下的二级学科之一，培养工学及理学硕士研究生。流体力学是一门基础性很强和应用性很广的学科，它的研究对象随着生产的需要与科学的发展在不断的更新，深化和扩大。
60年代以前，它主要围绕航空，航天，大气，海洋，航运，水利和各种管路等方面，研究流体运动中的动量传递问题，即局限于研究流体的运动规律，和它与固体，液体或大气界面之间的相互作用力问题。
50年代以后，能源，环境保护，化工和石油等领域中的流体力学问题，逐渐受到重视。这类问题的特征是：尺度小，速度低，并在流体运动过程中还伴随有传热，传质现象。
近年来，流体的对流传热，传质问题受到高度重视，并获得巨大发展。这样，流体力学的研究对象从流体的动量传递扩散到它的热量和质量传递，也就是说，除了研究流体的运动规律以外，还要研究它的传热，传质规律。同样地，在固体，液体或气体界面处，不仅研究相互之间的作用力，而且还需要研究它们之间的传热，传质规律。
本学科培养德、智、体全面发展，在流体力学领域内具有坚实的理论基础、系统的专业知识和较熟练的实验技能，了解流体力学、生物工程力学领域发展前沿和动态，具有独立开展本学科科学研究工作能力的高层次专门人才。学位获得者应能承担高等院校、科研院所以及高
科技企业的教学、科研及开发管理等工作。
四、就业前景
流体力学相对来说是算是比较冷门的专业。因为该专业的针对性比较强，就业时有比较大的局限性，无论你是那个学校的学流体力学的，就业的时候多多少少都会受到限制。
毕业生可以到政府、建筑开发、施工、管理等部门或设计、科研单位从事设计、施工、管理、研究等相关工作。
