流体力学拓展知识点-流体力学简介.docx

一、流体力学简介流体力学是研究流体介质（如：液体，气体和等离子体）的平衡、运动，及其和流体中的物体 相互作用以及在此过程中发生的动量、能量和物质交换的一门力学学科分支。古代流体力学的开展与生产实践紧密相关。如:我国李冰的都江堰工程，希腊阿基米德的浮 力原理；17世纪牛顿创造了微积分，为经典流体力学的开展奠定了基础.1719世纪，建立 了欧拉方程，伯努利定理，赫姆霍兹定理，理论流体力学得到充分的开展；另一方面，由于 求解粘性流体的纳维-斯托克斯方程的困难，实际工程问题主要依靠水力学，如：谢才公式, 达西定律都是例证。1883年，雷诺实验开始了对粘性流体力学的理论研究，1904年，普朗特 提出边界层理论是近代流体力学开展的里程碑，由此可以用近似方法计算飞行器的阻力，使 人类在计算机时代以前设计出飞机。20世纪上半叶，空气动力学的研究使人类克服了 “声 障，、“热障”，进入空间时代.其中，以冯卡门为首的应用力学学派，包括中国科学家 钱学森，周培源，郭永怀等作出了不可磨灭的贡献。现代流体力学的特征是应用现代数学， 现代计算机和现代高技术揭示基本流动现象的机理，解决与现代社会人类生活紧密相关的流 动问题。主要应用于能源，交通，环境，信息，材料制备，生物医学和国家平安等领域。流体力学的研究途径除了理论分析外，主要有数值模拟和实验模拟，前者依靠计算机，精确、 高效地求解大规模离散化的流体力学方程组，这是计算流体力学的目标.后者利用相似原理, 在风洞，水洞，水池，激波管进行模型试验，采用光、电手段，清晰显示流动图象，精确测 量流场中的诸物理量与物体受力特性.这是实验流体力学的任务。主要分支学科：流动稳定性和湍流*气体动力学水动力学*地球流体力学环境流体力学*生物流体力学磁流体力学渗流*多相流*非牛顿流*计算流体力学*实验流体力学*（注：有*号的分支，流体力学专业委员会设有专业组）