大学物理：第五章 流体力学 (Fluid Mechanics)

《流体力学》教学大纲课程名称：流体力学英文名称： Fluid Mechanics一、本课程的地位、作用与任务《流体力学》是机械工程专业的一门技术基础课程，是研究流体静止和运动的力学规律，以及在工程中的应用。

课程着重阐明流体力学的基本物理现象、基本概念、基本原理和规律，及这些规律在工程实际问题中的应用，同时培养学生分析、解决问题的能力。

通过本课程的学习，为学生今后从事机械工程领域的科研工作奠定基础。

二、课程内容与基本要求（一）绪论1．学习内容：流体的主要力学性质，作用在流体上的力，流体的力学模型。

2．学习重点和难点：重点是流体的主要力学性质中的粘性；难点是应用牛顿内摩擦定律求解粘性切应力。

3．学习目的和要求：通过本章的学习，必须了解流体力学研究的内容，流体的压缩性和热胀性的计算公式，粘性及粘性力，流体的表面张力。

掌握用牛顿内摩擦定律求解在不同条件下粘性切应力的方法。

（二）流体静力学1．学习内容：流体静压强及其特性、分布规律，压强的计算基准和量度单位，作用于平面、曲面的液体压力，流体平衡微分方程，流体的相对平衡。

2．学习重点和难点：重点是流体压强的分布公式，作用于平面、曲面液体压力的计算公式及方法，以及流体处于相对平衡时流体压强的分布规律；难点是流体作用于平面时压力作用点的位置计算，作用于曲面时压力体的计算，处于相对静止时流体压强分布规律的计算。

3．学习目的和要求：通过本章的学习，掌握静止流体的压强计算，掌握计算静止流体在平面上的压力大小、方向及作用点的方法，掌握计算静止流体在曲面上作用力的水平分量、竖直分量、合压力的作用方向。

了解利用流体的平衡微分方程，对处于相对平衡状态下流体的压力分布公式进行推导。

（三）流体运动学基础1．学习内容：描述流体运动的两种方法，流体动力学的基本概念、连续性方程。

2．学习重点与难点：重点是流体质点加速度的计算公式，流线和迹线的异同，定常流和非定常流、均匀流、渐变流、急变流的定义；难点是连续性方程的公式推导及应用。

Fluid MechanicsCourse Code: 83165000Course Name: Fluid MechanicsCourse Credit: 3Course Duration: The 3rd SemesterTeaching Object: Undergraduate Students in Space SciencePre-course:Advanced Mathematics, General PhysicsCourse Director: Shi Quanqi Lecturer Philosophical DoctorCourse Introduction:Fluid Mechanics is a foundation course which is used extensively in the engineering .At the same time, it is also a basic course in learning magnetohydrodynamics (MHD)。

The courseincludes the concept of the continuum, kinematics, the hydrodynamics Equations, the similarity theory and dimensional analysis, and the dynamics of gas flow. Application examples in fields of power source, dynamics, Aviation, machinery, space science and daily life will be introduced. When the students finish this course, they will be able to understand the basic concept, the general theory and the analytical method in Fluid Mechanics, and will know its application in the Space Sciences, engineering, and our daily life.Course Examination:Students’ Final Scores = Scores of Ordinary Tests * 30% + Scores of the Final Exam * 70%;Scores of ordinary tests vary according to students’ performance in class and homework.;The final exam will be open-book.Appointed Teaching Materials:[1] Ding Zurong，Fluid Mechanics，Beijing：China Higher Education Press，2005.Bibliography:[1]. Wu Wangyi，Fluid Mechanics，Beijing：Peking University Press，2004.。

流体力学名词解释
以下是一些重要的流体力学名词的简要解释：
流体力学（Fluid Mechanics）
流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。

流体静力学研究静止流体的力学性质，包括压强、密度等。

流体动力学研究流体的运动，涉及速度场、加速度场、粘性等。

压强（Pressure）
压强是单位面积上的力，是描述流体静力学性质的重要参数。

它的公式为压力除以受力面积。

密度（Density）
密度是单位体积上的质量，是描述流体静力学性质的参数。

它的公式为物体的质量除以物体的体积。

流速（Flow Velocity）
流速是流体单元通过给定横截面的速度，是描述流体动力学性质的参数。

它可以用流体质点的速度表示。

黏性（Viscosity）
黏性是流体流动时内部发生阻力的程度。

黏性可分为动力黏性和运动黏性，动力黏性指的是剪切力与剪切速度之间的比例关系，运动黏性是指流体发生剪切流动时的阻力。

流量（Flow Rate）
流量是单位时间内通过给定横截面的流体的数量。

它是描述流体动力学性质的重要参数，可以通过流速和横截面积计算得到。

流态（Flow Regime）
流态是流体在输送过程中的运动状态。

常见的流态包括层流、过渡流和湍流，它们具有不同的流动特征和性质。

跃度（Head）
跃度是描述流体在管道或流动装置中转换势能与动能的能力。

它是流体动力学和工程设计中的一个重要概念。

以上是流体力学中常用的一些名词解释。

希望对您有所帮助。

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。