流体力学基础讲解

流体力学知识点大全-吐血整理1． 从力学角度看，流体区别于固体的特点是：易变形性，可压缩性，粘滞性和表面张力。

2． 牛顿流体: 在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的流体。

即τ=μ*du/dy 。

当n<1时，属假塑性体。

当n=1时，流动属于牛顿型。

当n>1时，属胀塑性体。

3． 流场: 流体运动所占据的空间。

流动分类 时间变化特性： 稳态与非稳态空间变化特性： 一维，二维和三维流体内部流动结构： 层流和湍流流体的性质： 黏性流体流动和理想流体流动；可压缩和不可压缩流体运动特征： 有旋和无旋；引发流动的力学因素： 压差流动，重力流动，剪切流动4. 描述流动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法拉格朗日法着眼追踪流体质点的流动，欧拉法着眼在确定的空间点上考察流体的流动5. 迹线：流体质点的运动轨迹曲线流线：任意时刻流场中存在的一条曲线，该曲线上各流体质点的速度方向与该曲线的速度方向一致性质 a.除速度为零或无穷大的点以外，经过空间一点只有一条流线 b.流场中每一点都有流线通过，所有流线形成流线谱c ．流线的形状和位置随时间而变化，稳态流动时不变迹线和流线的区别：流线是同一时刻不同质点构成的一条流体线；迹线是同一质点在不同时刻经过的空间点构成的轨迹线。

稳态流动下，流线与迹线是重合的。

6. 流管：流场中作一条不与流线重合的任意封闭曲线，通过此曲线的所有流线构成的管状曲面。

性质：①流管表面流体不能穿过。

②流管形状和位置是否变化与流动状态有关。

7．涡量是一个描写旋涡运动常用的物理量。

流体速度的旋度▽xV 为流场的涡量。

有旋流动：流体微团与固定于其上的坐标系有相对旋转运动。

无旋运动：流场中速度旋度或涡量处处为零。

涡线是这样一条曲线，曲线上任意一点的切线方向与在该点的流体的涡量方向一致。

8. 静止流体：对选定的坐标系无相对运动的流体。

不可压缩静止流体质量力满足 ▽x f=09. 匀速旋转容器中的压强分布p=ρ(gz -22r2ω)+c10. 系统：就是确定不变的物质集合。

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。

流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是研究流体运动规律的学科，是机械、航空、能源、水利等工程学科中的重要基础课程之一。

对于学习流体力学的学生来说，理解和掌握课程内容是非常重要的，思维导图设计可以帮助学生整合和理解知识点，提高学习效果，教学应用中可以运用思维导图来帮助教师进行知识讲解和学生讨论。

流体力学课程内容涵盖了以下几个主要方面：流体的性质和基本概念、流体静力学、流体动力学、流体力学基本方程和流体实验方法。

下面是一个简单的流体力学课程内容思维导图设计，帮助学生整体了解课程结构和各个部分之间的关系：1. 流体的性质和基本概念- 流体的基本性质- 流动性质- 流体的连续性方程和动量守恒方程2. 流体静力学- 静力学基本概念- 流体静压力- 流体静力平衡方程3. 流体动力学- 流体动力学基本概念- 流体的流动方式- 流体的速度分布- 流体的流量和流速分布5. 流体实验方法- 测量流体静压力的方法- 测量流体动压力的方法- 其他流体力学相关实验方法以上思维导图中的内容只是简单展示了流体力学课程的主要内容，实际课程还有更多细分的知识点和实例。

学生可以根据这个思维导图进行有针对性的学习和复习，辅助记忆和理解课程知识。

二、思维导图的教学应用1. 知识讲解：教师可以使用思维导图来进行知识讲解，将知识点有机地组织起来，使学生更容易理解和记忆。

通过思维导图的具体结构，学生可以清晰地看到各个知识点之间的联系和依赖关系。

2. 课堂讨论：教师可以在学生学习了一定的课程内容后，组织课堂讨论，引导学生利用思维导图进行思考和分析。

学生可以将自己的想法和解答写在思维导图的具体节点上，形成一个整体的知识网络，有助于深化学生的理解和思考能力。

3. 作业布置：教师可以根据课程内容设计思维导图作业，要求学生根据自己的学习情况和理解，完成思维导图的填写和完善。

通过作业的完成，教师可以及时了解学生对知识的把握情况，并针对性地进行辅导。

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。

食品工程原理复习第一章 流体力学基础1.单元操作与三传理论的概念及关系。

不同食品的生产过程应用各种物理加工过程，根据他们的操作原理，可以归结为数个应用广泛的基本操作过程，如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。

这些基本的物理过程称为 单元操作 动量传递：流体流动时，其内部发生动量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。

凡是遵循流体流动基本规律的单元操作，均可用动量传递的理论去研究。

热量传递 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。

凡是遵循传热基本规律的单元操作，均可用热量传递的理论去研究。

质量传递 : 两相间物质的传递过程即为质量传递。

凡是遵循传质基本规律的单元操作，均可用质量传递的理论去研究。

单元操作与三传的关系“三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论”的具体应用。

同时，“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实践基础2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。

牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ，服从此定律的流体称为牛顿流体。

μ比例系数，其值随流体的不同而异，流体的黏性愈大，其值愈大。

所以称为粘滞系数或动力粘度，简称为粘度3.理想流体的概念及意义。

理想流体的粘度为零，不存在内摩擦力。

理想流体的假设，为工程研究带来方便。

4.热力体系：指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。

边界可以是真实的，也可以是虚拟的。

边界所限定空间的外部称为外界。

5.稳定流动：各截面上流体的有关参数（如流速、物性、压强）仅随位置而变化，不随时间而变。

6．流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的截面流向总能量小的截面。

7.1kg理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时，其柏努利方程式的物理意义是其总机械能守恒，不同形式的机械能可以相互转换。

8. 实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。

流体力学II（Viscous Fluid and Gas Dynamics）讲义第一章、粘性不可压缩流体运动基本方程组（学时数：6）1-1．绪论流体力学是力学的一个重要分支，主要研究流体介质（液体、气体、等离子体）的特性、状态，在各种力的作用下发生的对流、扩散、旋涡、波动现象和质量、动量、能量传输，以及同化学、生物等其他运动形式之间的相互作用。

它既是一门经典学科，又是一门现代学科，对自然科学和工程技术具有先导作用。

历史上，力学包括流体力学，曾经经历基于直观实践经验的古代力学、基于严密数学理论的经典力学、基于物理洞察能力的近代力学三个阶段。

在人类早期的生产活动过程中，力学即与数学、天文学一起发展。

17世纪，Newton基于前人的天文观测和力学实验，发明了微积分，并总结出机械运动三大定律和万有引力定律，发表了著名的《自然哲学的数学原理》一书。

由于原理是普适自然与工程领域的规律，从而使力学成为自然科学的先导。

从17世纪开始，人们逐步建立了流体力学的基本理论体系，从Pascal定律、Newton粘性定律、Pitot 管测速，到Euler方程和Bernoulli方程，标志着流体动力学正式成为力学的一个分支学科。

18世纪，人们着重发展无粘流体的位势理论。

到了19世纪，为了解决工程实际问题，开始注重粘性的影响，Navier-Stokes方程的建立为流体力学的进一步发展奠定了完整的理论基础，但该方程解的存在性与光滑性的证明至今仍是一大难题。

20世纪初，Prandtl凭借出色的物理洞察能力，提出边界层理论，从而开创了流体力学的近代发展阶段，使力学成为人类实现“飞天”梦想的重要理论先导。

60年代以来，由于超级计算机、先进测试技术的发展和应用，力学进一步凸显宏微观结合和学科交叉的特征，进入现代力学发展新阶段。

刚刚过去的2011年，人类遭遇了一系列极端事件：日本海底地震导致海啸和福岛核电站泄露事故；澳大利亚飓风；我国干旱洪水灾害等异常气候问题。

第一章1.连续介质模型：把流体视为由无数连续分布的流体微团组成的连续介质，流体的密度、压强、速度、温度等物理量一般在空间和时间上都是连续分布的，都应该是空间坐标和时间的单值连续可微函数。

2.作用在流体上的力：表面力，质量力3.表面力：流体分离体以外的物体作用在分离体上的表面力。

在分离体表面的点b取一微小面积δA，作用在它上面的表面力为δF。

一般情况下可将δF分解为沿外法线方向n的δF n和沿切线方向t的δF t。

以δA除δF，并令δA→0而取极限，可得作用在点b的表面应力：P n=limδA→0δFδA=dFdA4.质量力（体积力）：某种力场作用在流体全部质点（全部体积）上的质量力（体积力）。

5.流体的压缩性和膨胀性：流体在一定温度下，压强增高，体积缩小；在一定压强下，温度升高，体积膨胀，这是所有流体的共同属性。

6.牛顿粘性应力公式：τ=μdV xdy，表明各流层间的切向应力和流体微团的角变形速度成正比，比例系数为流体的动力粘度。

7.流体粘性的形成因素：一是流体分子间的引力在流体微团相对运动时形成的粘性，二是流体分子的热运动在不同流速流层间的动量交换所形成的粘性。

形成气体粘性主要因素是分子的热运动。

形成液体粘性的主要因素是分子间的引力。

8.浸润现象：当液体和固体壁面接触时，若内聚力小于附着力，液体将在固体壁面上伸展开来，湿润固体壁面。

9.毛细现象：当液体和固体壁面接触时，若内聚力大于附着力时，液体将缩成一团，不湿润固体壁面。

第二章10.流体静压强的两个特性: 一、流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。

二、静止流体中任一点流体静压强的大小与作用面在空间的方位无关，是点的坐标的连续可微函数。

11.欧拉平衡微分方程物理意义：f-1ρ∇p=0，在静止流体内的任一点上，作用在单位质量流体上的质量力与静压强的合力相平衡。

12.压强差公式：dp=ρ（f x dx+f y dy+f z dz），该式表明，流体静压强的增量取决于单位质量力和坐标增量。

流体力学科普-概述说明以及解释1.引言1.1 概述流体力学是研究流体运动规律和力学性质的学科，它是力学的一个重要分支领域。

流体是指具有固定体积但没有固定形状的物质，包括液体和气体。

流体力学的研究对象涉及液体和气体在各种条件下的运动、变形和力学行为。

在自然界和工业生产中，流体力学的应用无处不在。

无论是大自然中的气象气候、海洋流动，还是现代工业生产中的管道输送、风洞实验，都需要流体力学来分析和解决问题。

流体力学的应用领域包括但不限于航空航天、能源、环境工程、地下水流动、海洋工程、交通运输等。

本文将首先介绍流体力学的定义与基本原理，包括流体力学的基本假设和方程。

然后，我们将探讨流体的性质与特点，涉及到压力、密度、黏度等概念。

接下来，我们将详细介绍流体力学在不同领域的应用，包括航空航天、能源和环境工程等。

通过对这些实际应用案例的讨论，可以更好地理解流体力学的重要性和意义。

总的来说，通过对流体力学的认识和理解，可以帮助我们分析和解决各种与流体有关的问题。

流体力学在现代科学和工程技术中具有重要的地位和作用。

未来，随着科学技术的不断进步，流体力学将在更多领域展现其应用潜力，并为人类社会的发展做出更大的贡献。

因此，对未来流体力学发展的展望充满希望与期待。

1.2 文章结构本文旨在对流体力学进行科普介绍，文章主要分为三个部分：引言、正文和结论。

引言部分将对流体力学进行概述，介绍流体力学的基本概念以及其在日常生活和工程领域中的重要性。

同时，引言部分还会阐述本文的结构和目的，为读者提供一个整体的框架，以便更好地理解和吸收接下来的内容。

正文部分将详细讲解流体力学的定义与基本原理。

首先会介绍流体力学的起源和发展历程，包括早期的流体力学研究以及现代流体力学的主要发展方向。

然后将依次介绍流体的性质与特点，包括流体的运动规律、流体的压力和温度、流体的粘性等相关内容。

最后，正文部分将探讨流体力学的应用领域，包括航空航天、能源工程、环境科学等方面，以展示流体力学在实际工程中的重要性和广泛应用。

第二讲流体动力学基础【内容提要】流体运动的基本概念：恒定总流的连续性方程，恒定总流的能量方程【重点、难点】恒定总流的连续性方程和能量方程的运用。

【内容讲解】一、流体运动的基本概念(一)流线和迹线流线是在流场中画出的这样一条曲线：同一瞬时，线上各流体质点的速度矢量都与该曲线相切，这条曲线就称为该瞬时的一条流线。

由它确定该瞬时不同流体质点的流速方向。

流线的特征是在同一瞬时的不同流线一般情况下不能相交；流线也不能转折，只能是光滑的曲线。

迹线是某一流体质点在一段时间内运动的轨迹，迹线上各点的切线表示同一质点在不同时刻的速度方向。

(二)元流和总流在流场中任取一微小封闭曲线，通过曲线上的每一点均可作出一根流线，这些流线形成一管状封闭曲面称流管。

由于速度与流线相切，所以穿过流管侧表面的流体流动是不可能的。

这就是说位于流管中的流体有如被刚性的薄壁所限制。

流管中的液(气)流就是元流，元流的极限是一条流线。

总流是无限多元流的总和。

因此，在分析总流前，先分析元流流动，再将元流积分就可推广到总流。

与元流或总流的流线相垂直的截面称过流断面，用符号A表示其断面面积。

在流线平行时，过流断面为平面，流线不平行则过流断面为曲面。

(三)流量和断面平均流速(四)流动分类1．按流动是否随时间变化将流动分为恒定流和非恒定流。

若所有的运动要素(流速、压强等)均不随时间而改变称为恒定流。

反之，则为非恒定流。

恒定流中流线不随时间改变；流线与迹线相重合。

在本节中，我们只讨论恒定流。

2．按流动是否随空间变化将流动分为均匀流和非均匀流。

流线为平行直线的流动称为均匀流。

如等直径长管中的水流，其任一点的流速的大小和方向沿流线不变。

反之，流线不相平行或不是直线的流动称为非均匀流。

即任一点流速的大小或方向沿流线有变化。

在非均匀流中，当流线接近于平行直线，即各流线的曲率很小，而且流线间的夹角也很小的流动称为渐变流。

否则，就称为急变流。

渐变流和急变流没有明确的界限，往往由工程需要的精度来决定。