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第二章 流体的运动Part1理想流体的稳定流动1.理想流体：②黏滞性：液体内部各层之间作相对运动时产生的内摩擦现象。
①流体:液体（血液循环）气体（呼吸过程）一、理想流体的稳定流动无固定形状，容易流动。
③理想流体：绝对不可以压缩的、完全没有黏滞性的流体。
2.稳定流动①流场：流体经过的每一点（位置）在任一时刻都有各自的速度v(x,y,z,t) ，即是空间坐标和时间的函数，它们组成一个流体速度矢量场。
②流线：在流场中引入流线描述某一瞬间流体粒子的速度在空间的分布情况。
C •方向：切线BA•流线是假想的曲线，任意两条流线不相交；•不同时刻，流线的形状和分布可以改变。
③稳定流动：又称定常流动稳定流动时，流线的分布不变。
流体中流线上各点的速度不随时间变化v (x,y,z )；但同一流线上各点的流速可以不同。
CBAS 2v 2④流管：S 1v 1在稳定流动的流体中，每点都有确定的流速，因此流线是不可以相交的，流管内外的流体不能互相流动；即：流管内流体的质量守恒。
0∆→t时，通过横截面S 的流体可以看作一段柱体，体积为1.体积流量（流量）①定义：单位时间(即1秒钟)内通过流管内某一横截面的流体体积。
②流量表达式：Q Sv=二、连续性方程=∆V Sv t2.理想流体的连续性方程S 2v 2S 1v 11122∆=∆S v t S v tρρ在 时间内，流入 截面的流体质量必然等于流出 截面的流体质量（不可压缩）。
∆t1S 2S 1122∴=S v S v 12Q Q =或：①在理想流体作定常流动时，通过同一流管各截面的流量不变。
*连续性方程的实质是质量守恒。
推论：1221v S v SS vv1S1S2v2②管道有分支时，应有1122...=++Sv S v S v因此，血液从动脉管到毛细血管速度逐渐变慢，其主要原因毛细血管的总的截面积比动脉管大。
目录第二章流体的运动§1 理想流体的定常流动1.1 流体运动的描述方法一、两种描述方法二、理想流体三、流场、流线和流管1.2 定常流动1.3 连续性方程§2 理想流体的伯努利方程2.1 理想流体的伯努利方程2.2 伯努利方程的应用一、压强与高度的关系二、流速与高度的关系（小孔流速）三、压强与流速的关系§3 黏性流体的运动3.1 黏性流体的运动一、层流二、牛顿黏滞定律黏性系数相关链接：超流动性三、湍流和雷诺数相关链接：流动相似性3.2 黏性流体的运动规律一、黏性流体的伯努利方程二、泊肃叶公式3.3 物体在黏性流体中的阻力一、黏性摩擦阻力斯托克斯阻力公式二、涡旋尾流压差阻力思考题习题参考文献第二章 流体的运动气体和液体没有一定的形状，各部分之间极易发生相对运动，具有流动性，因而被统称为流体（fluid ）。
研究流体运动规律及其与边界相互作用的学科称为流体动力学（fluid dynamics ）。
流体动力学是气体动力学、水利学、生物力学等学科的理论基础，在工业、农业、交通运输、石油化工、航空航天、气象、地学、生物医学等领域应用极其广泛。
流体的运动广泛存在于我们的周围及生命体内。
掌握流体的运动规律，有助于理解日常生活中发生在身边的流体运动现象，深入研究人体的血液循环、呼吸过程以及相关的医疗仪器设备。
本章主要介绍流体动力学的一些基本概念和规律。
§1 理想流体的定常流动红细胞在毛细血管中的流动 从图中可以清楚地看到红细胞发生形变，同时，由于红细胞的圆盘直径接近甚至小于毛细血管的直径，因此流动不能看作是均质流体的流动。
1.1 流体运动的描述方法一、两种描述方法在流体力学中将流体看作是大量的宏观小微观大的流体质元组成并研究其宏观行为，因此可忽略物体微观结构的量子性，而视流体为连续介质。
直接采用牛顿质点力学方法，把流体分成许多流体质元，每个流体质元满足牛顿定律，跟踪并研究每一个流体质元的运动情况，把它们综合起来就能掌握整个流体运动的规律，这种方法称拉格朗日（Lagrange）法。
第二章 流体的运动目录CONTENTS黏性流体的流动黏性流体的运动规律Part1黏性流体的流动一、层流和湍流1、粘滞性：实际流体在流动时总有内摩擦力存在，表现出黏滞性，简称黏性。
由于黏性，能量损耗不能忽略。
①黏性现象：平行于管轴的各薄层流速不同；管轴处的流速最大，离管轴越远流速越小，管壁处的流速最小。
max12v v 2、层流v②层流：缓慢平静的河流或安静状态下的血流是层流。
流速不太大时，流体分层流动，各流层间只作相对滑动，彼此不相混合；两流层之间产生切向的黏滞力。
在圆柱形的管道中，各流层为一系列同轴圆筒状薄层。
②在自然界中，流体的流动大都是湍流，如管道中的水、空气的流动等 。
3、湍流：①流速超过一定值，流体不再保持分层流动，流体粒子可以在各个方向上运动，各流层相互混合，流体作紊乱不稳定的流动，甚至可能出现涡旋。
③流体作湍流时能量损耗和阻力都将急剧增加，湍流区别于层流的显著特点之一是能发出声音，这在医学上具有实用价值。
例如，临床上常根据听诊器听到的湍流声来辨别血流和呼吸是否正常。
4、雷诺数：1883年雷诺通过实验得出流体在长直圆管中流动，由层流变成湍流可以用Re 来确定：vr Re ρη=①雷诺数是一个无量纲的数。
vr Re ρη=＜1000，层流1000 ~1500，层流或湍流>1500，湍流②生物传输系统的管径、流速和管子的形状，Re 的临界值会下降。
若管子弯曲，则较低的Re 也可发生湍流，且弯曲度愈大Re 值愈低。
=vr Re ρη2()⋅⋅==Q /r r Qrρπρηπη③由于某些原因引起管径变化，如气管有痰或血管变窄时，若保持流量不变，对应的雷诺数：雷诺数将因为管径的减小而增大，可能观察到湍流，临床上可借助听诊器可以听见湍流引起的杂音。
1、速度梯度:△v △x 0d lim d x v v x x ∆→∆=∆二、牛顿黏滞定律：①沿着垂直速度方向上，各流层速度变化的快慢程度②对圆柱形管道中层流的流体：离轴越远，速度梯度越大。
医用物理学第二周流体运动一、教学内容本节课的教学内容选自医用物理学第二周流体运动部分。
具体章节包括流体的性质、流体静力学、流体动力学和流体波动。
其中，流体的性质主要介绍流体的定义、分类和常见流体的特点；流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力、密度和重力的关系；流体动力学主要研究流体在运动状态下的速度、加速度和力的关系；流体波动主要介绍波的产生、传播和反射。
二、教学目标1. 了解流体的定义、分类和特点，掌握流体静力学、流体动力学和流体波动的基本概念。
2. 能够运用流体力学的知识解释生活中的流体现象。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和实践能力。
三、教学难点与重点重点：流体的性质、流体静力学、流体动力学和流体波动的基本概念。
难点：流体动力学和流体波动的计算。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、流体模型、实验器材。
学具：笔记本、笔、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入：观察生活中的流体现象，如水流动、风等，引导学生思考流体的特点和性质。
2. 讲解流体的定义、分类和特点：通过多媒体教学设备展示流体的图片，讲解流体的定义、分类和特点。
3. 讲解流体静力学：通过实验演示流体在静止状态下的压力、密度和重力的关系，引导学生理解流体静力学的概念。
4. 讲解流体动力学：通过实验演示流体在运动状态下的速度、加速度和力的关系，引导学生理解流体动力学的概念。
5. 讲解流体波动：通过实验演示波的产生、传播和反射，引导学生理解流体波动的概念。
6. 例题讲解：选取具有代表性的例题，讲解流体运动的相关计算方法。
7. 随堂练习：让学生运用所学知识，解答相关的练习题。
六、板书设计板书内容：流体运动的基本概念和计算方法。
七、作业设计作业题目：1. 简述流体的定义、分类和特点。
2. 解释流体静力学、流体动力学和流体波动的概念。
3. 计算流体运动的相关问题。
答案：1. 流体是物质的一种状态，分为液体和气体，具有流动性、连续性和可压缩性等特点。
