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1、第四章不可压缩流体的有旋流动和二维无旋流动录第五章不可压缉流休二维边界层概译第六章黏性流体的一维定常流动第七章气体一维高速流动英汉词汇表200983逾200983第一章导论5一“仪H月于日水汀A纳芸以.7一川HPin-FHefnE:“仪HH万宏t水历第一节流体力学的任务及发展概况流体力学是一门基砾性很强和应用性很广的学科,是力学的一个重要分支。它的研究对象随着生产的需要与科学的发展在不断地更新、深化和扩大。60年代以前,它主要围绕航空、航天、大气、海津、航运、水利和各种管路系统等方面,研究流体运动中的动量传递问题,即局限于研兀麻体的L叭锄律籼官写圃休孜休或大仪柬而4删们石血罐领域中的施体艾H问
2、题逐渐又到里视这类问题的特征是:尺寸小、速度低,并在流体运动过程中存在传热、传质现象。这样,流体力学除了研究流体的运动规律以外,还要研究它的传热、传质规律。同样,在固体、液2009834液体或气体界面处,不仅研究相互之间的作用力,而且还需要研究它们之间的传热、传质规律。工程流体力学是研究流体(液体、气体)处于平衡状态和流动状态时的运动规律及其在工程技术领域中的应用。流体力学的基础理论由三部分组成。一是流体处于平衡状态时,各种竹用仕偷体士的力之间犬系的哩论称为流体静力鸠3流动状态时,作用在流体上的之问J理论,税加力学;.王是气体处于高速流动伏杏时L体运动规律的理论,称为气体动力学。工程流体力学的
3、研究范畴是将流体流动作为宏观机械运动进行研究,而不是研究流体的微观分子运动,因而2009835在流体动力学部分主要研究流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒及转换等基本规律。流体力学在工程技术中有着广泛的应用。在能源、化工、环保、机械、建筑(给排水、暖通)等工程技术领域的设计、施工和运行等方面都涉及到流体力学问题。不同工程技术领域的流体力学问题有各自不同的特点,概括起来主要有一种不)形式:一是有压管流,如流体在管道中的流动;二是绕流,如流体在流体枝概中绕过翼型的流动;三是射流,如流体从孔口或管嘴喷出的流动。流体力学就是要具体地研究流体流动形式中的速度分布、压力分布、能量损失,以及流体同固体之间的相
4、互作用,同时也要研究流体平衡的条件。2009836流体力学作为一门独立的学科,同其他自然科学一样是人类为了满足自身生活和生产的需要,在认识与改造自然的斗争中,随着实践经验的不断积累,技术与知识水平的不断提高才形成和发展起来的,有着漫长的发展历程。其发展既依赖于科学实验和生产实践,又受到许多社会因素的影响。我国是世界上三大文明古国之一,有着悠久的历史和灿烂的文化,由于生产发展的需要,远在两三千年以前,古代劳动人民就利用孔口出流的原理发明了刻漪、铜士滴滢-西池时朝的计时士其5s同时大发朋了水硕、水磊等。在唐代以前,我国就出现了水轮翻车,宋元时代出现的水轮大纺车比英国早四五百年(英国在1796年发明
5、)。北宋时期,在运河上修建的真州复闸,与14世纪末在荷兰出现的同类船闸相比约早300多年。清朝雍正年2009837间,何梦瑶在算迪一书中提出了流量为过水断面上平均流速乘以过水断面面积的计算方法。我国在防止水患、兴修水利方面也有着悠久的历史。相传4000多年前的大禹治水,就表明我国古代进行过大规模的防洪工作。在公元前256年至前210年间修建的都江堰、郑国渠和灵渠三大水利工程,两十多年来效益卓著。以上都说明了我国劳动人民的聪明智慧,当时对流体流动规律的认识已达到相当高的水平。14世纪以前,我国的科学技术在世界上是处于领先地位的,但是;近儿百年汝日于闭关锁国使我国的科学得不到应有的发展,以致在流体
6、力学方面由古代的领先地位而落在后面。有明确记载的最早的流体力学原理是在公元前250年,希腊数学家及力学家阿基米德(Archimedes)发表2009838了一篇“论浮体“的论文,提出了浮体定律,这是流体力学的第一部著作。由于奴隶制、神权和宗教观念的束缚,直到15世纪文艺复兴时期,尚未形成系统的理论。16世纪以后,在欧洲由于封建制度的崩溃,资本主义开始萌芽,生产力有了发展。在城市建设、航海和机械工业发展需要的推动下,逐步形成近代的自然科学,流体力学也随之得到发展。意大利的达.芬奇(Vinci,L.da)是文艺复兴时期出类拔萃的美术家、科学家兼工程师,他倡导用实验方法了解水流性态,并逼过实验揽绘利
7、讨论了许多水力现象,如自由射流、旋涡形成原理等等。1612年伽利略(Galilei)提出了潜体的沉浮原理;1643年托里拆利(Torricelli,E-.)给出了孔口泄流的公式;1650年帕斯卡(Pascal,B.)提出液体中压力传递的定理;1686年牛顿(Newton,l.)发2009839表了名萦自然哲学的数学原理对普通流体的黏性性状作了描述,即现代表达为黏性切应力与速度梯度成正比一牛顿内摩擦定律。为了纪念牛顿,将黏性切应力与速度梯度成正比的流体称为牛顿流体。18世纪一19世纪,流体力学得到了较大的发展,成为独立的一门学科。古典流体力学的奠基人是瑜士数学家伯努利(Bernoulli,D-)和他的亲密朋友欧拉(Euler,L.)。1738年,侃绍利推导出了菲名的伯努利方程,欧拉于1755年建立于途想流体运动微分方程;以后纳维(Navier,C.-L.-M.-H.)和斯托克斯(Stokes,G.G.、)建立了黏性流体运动微分方程。拉格朗日(Lagrange)、拉普拉斯(Laplace)和高斯(Gosse)等人,将欧拉和伯努利所开创的新兴的流体动力学推向完美的分析高度。但当时由于理论的假设与20098310
