文档介绍：流体力学
目录
第一章绪论
第二章流体静力学
第三章流体运动学
第四章流体动力学基础
第五章量纲分析和相似原理
第六章流动阻力和水头损失
第七章孔口、管嘴出流和有压管流
第八章明渠流动
第九章堰流
第十章渗流
一、课程的性质、目的与任务
《流体力学》是环境工程专业一门必修的专业基础课。通过本课程的学习,使学生理解流体力学的基本概念和基本理论,学会流体力学计算基本方法,掌握水力实验的基本操作技能,为学习后续专业课程和专业技术工作打下基础。
二、与其它课程的联系
学习本课程应具备《高等数学》、《大学物理》、《理论力学》的基础;后续课程为《水处理工程》、《大气污染控制工程》、《固体废物处置》等。
三、课程的特点
,对于一些重点、难点问题,如恒定流的能量方程、动量方程及其应用要精讲,并配合习题课、例题、提问等形式使学生深入理解并熟练掌握;而对于一些非重、难点问题,如小桥孔径的水力计算、堰流,在交代清楚基本公式的基础上,让学生进行小结自学。
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第一章绪论
本章导读
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本章小节
主要内容
本章导读
本章主要阐述了流体力学的概念与发展简史;流体力学的概述与应用;流体力学课程的性质、目的、基本要求;流体力学的研究方法及流体的主要物理性质。流体的连续介质模型是流体力学的基础,在此假设的基础上引出了理想流体与实际流体、可压缩流体与不可压缩流体、牛顿流体与非牛顿流体概念。
§ 流体力学及其任务
研究对象:流体
⑴定义:所谓流体就是液体和气体的合称。
⑵基本特征是具有流动性。
所谓流动性是指流体的微小切力作用下,连续变形的特性。只要切力存在,流动就持续进行。
流动性是区别流体和固体的力学特征。
2、连续介质模型
微观:流体是由大量做无规则运动的分子组成的,分子之间存在空隙,在时间和空间上不连续,致使流体的物理量随时间、空间的变化而变化。 
宏观:一般工程中,所研究液体的空间尺度要比分子距离大得多,即考虑宏观特性,在流动空间和时间上所采用的一切特征尺度和特征时间都比分子距离和分子碰撞时间大得多。
a 定义:不考虑分子间的间隙,把流体视为由无数连续分布的流体微团组成的连续介质。
b 液体微团必须具备的两个条件:必须包含足够多的分子;体积必须很小。
a 避免了流体分子运动的复杂性,只需研究流体的宏观运动。
b 可以利用教学工具来研究流体的平衡与运动规律。
理论研究方法、实验研究方法、数值研究方法相互配合,互为补充
力学模型→物理基本定律→求解数学方程→分析和揭示本质和规律
理论方法中,引用的主要定律有:
(1)质量守恒定律:
(2)动量守恒定律:
(3)牛顿运动第二定律:
(4)机械能转化与守恒定律:动能+压能+位能+能量损失=Const
相似理论→模型实验装置
主要形式:原型观测、系统实验、模型试验
计算机数值方法是现代分析手段中发展最快的方法之一
3、流体力学的研究方法
§ 作用在流体上的力
作用在流体上的力
表面力
质量力
定义:
表面力:外界对所研究流体表面的作用力,直接作用在外表
面,与表面积大小成正比。
质量力:作用在所取流体体积内每一质点上的力,其大小与质
量成正比例,称为质量力。
表面力
质量力
§ 作用在流体上的力