浅论工程流体力学.docx

浅论工程流体力学 中图分类号：O368 文献标识：A 文章编号：1019-4202(2022)07-000-01 摘要工程流体力学在工程中广泛应用，本文对工程流体力学的背景，发展，内容，应用，分支和前景做了简洁介绍。 关键词工程流体力学 发展史 内容应用 发展前景 一、背景 在人类历史上，面对河道决堤，洪期到来，人类手足无措的案例数不胜数，还有河田的干旱，河运交通的堵塞给人类带来的不便也是不计其数。但是随着人类文明的发展，人类起先对河水治理，桥梁建立，农业浇灌，河水航运等有了较多的需求，人类同时也就对水流运动的规律有了较多的需求和阅历。但是要合理自如的限制和运用流体，人类就须要一个比较系统的学科理论去指导，于是工程流体力学的诞生已经燃眉之急。 二、发展史 中国史上的大禹治水，李冰父子建立的都江堰，就是对水相识的萌芽，古罗马人也在早期就建立起了比较完善的供水管道系统。但是对流体力学一个比较科学的相识还是要在公元前250年左右古希腊宏大的科学家阿基米德写的论浮体后，这本书对流体运动做了一个比较科学的总结，可以算得上是流体力学的鼻祖了。很缺憾的是在接下来的很长一段时间内，因为种种缘由，流体力学并没有得到进一步发展。直到16世纪以后，西方资本主义国家的生产力的快速发展和资本主义制度的不断完善，以及政府对科学事业的政策和资金的激励，这才给各科学以及流体力学发展创建了良好的环境。 17世纪，人类宏大的科学家牛顿对流体有了初步比较深化的探讨，他通过不断试验提出了牛顿内摩擦定律，黏性运动的流体符合牛顿摩擦定律。接着拉格朗日和欧拉提出了描述流体运动的二种方法拉格朗日法和欧拉法，拉格朗日法着眼于流体个支点的运动状况，探讨各质点的运动历程，最终综合来获得总体状况，欧拉法责只着眼于流体经过流场中各空间点时的运动状况。然后有普朗特的混合长度理论，法国皮托独创了测流速的皮托管，达朗贝尔利用这些得出了流体中运动的物体阻力于速度有平方关系。欧拉总结出了欧拉运动微分方程(z+p/g+u*u/2g=C)，伯努利又对管道流体做了多次试验得出了经典的伯努力方程，它是能量守恒和转换定律在工程流体力学中的详细体现。19世纪以后，随着生产力的进一步发展，尤其是航空方面的运用，导致古典流体力学和试验流体力学的日益结合，渐渐形成了理论与实践并重的现代流体力学。随后流体力学进入新的阶段。 三、探讨内容及应用 工程流体力学是一门探讨工程中气体和液体运动规律的一门学科，他是基础力学的一个分支，它主要是以牛顿运动定律和质量守恒定律为基础的。流体力学有三个基本及假设：质量守恒，动量守恒，连续体假设。 流体力学广泛应用在航天，石油和自然气开采，地下水的开发利用，武器的爆炸，沙漠迁移等等，但是工程流体力学基本是指在工程中的应用，包括城市的生活和工业用水，水厂修建水塔，这些就须要计算好各水井的布置位置，水管直径，长度，动力，途径等等。另外在桥梁上，就须要对河水各个数据的驾驭，以便对桥梁涵洞，配筋的设计。还有就是在高层建筑中，我们也要运用到空气动力学探讨风荷载对建筑物的影响。在通风内燃机等的设计中，还要计算好空气流淌规律，以便限制空气流量，燃气输送，降尘降温等留力学问题。我国的三峡大坝，葛洲坝等各大水利枢纽工程就是流体力学的雄伟体现。还有我国近年来航天工程中对流体力学的运用也是淋漓尽致。 四、探讨方法 工程流体力学探讨方法同一般科学探讨方法大同小异，主要还是归结在现场观测，试验总结，建立理论，数值计算等。由于流体力学理论的不健全性，试验总结和现场观测尤为重要，流体力学应建立比较完善的观测站，另外还须要建立足够试验室去不断试验，不断模拟实践得出总结性结论。 五、流体力学分支 近几十年来，流体力学科学随着现代化生产建设的飞速发展和近代科学技术的不断进步，探讨的范围越来越广，新的科学分支不断涌现出来，比如计算流体力学，随机流体力学，环境流体力学，能源流体力学，工业流体力学等等。 六、发展前景 从人类起先接触相识流体力学到现在的2千多年，特殊是20世纪以来工程流体力学得到了广泛的应用和飞速的发展。人类已经可以用现有的理论体系去解决生活中的绝大多数问题。但是人类对流体力学并没有完全了解，比如一些困难的流体运动人类还是无法用系统科学的理论去说明，只能凭靠阅历去解决很多问题，所以流体力学有很大的发展前景流体力学还须要我们去完善它的理论基础以及提出新的理论。 参考文献： 1禹华谦.工程流体力学.西南交大出版社. 2朱自强.应用计算流体力学.北京:北京航空航天高校出版社.19101.8. 3李亚东.土木工程专业英语.西南交通高校出版社. 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页