Shanghai Jiao Tong University课程名称：船舶流体力学船舶流体力学船舶流体力学船舶流体力学(NA311)Introduction to Marine Hydrodynamics主 讲 人：万万德成德成dcwan@德成德成@ j老师：王吉飞王吉飞wangjifei@Shanghai Jiao Tong University课程安排课程安排课程性质：专业基础课学时数：54 ＝ 50 (理论课) ＋ 4 (实验或上机练习)考试成绩：期中15%，作业15%，期末70%考试成绩：期中15%，作业15%，期末70%教材：《水动力学基础》，刘岳元、冯铁城、刘应中编，上海交通大学出版社上海交通大学出版社，1990参考书：《流体力学流体力学》，许维德，国防工业出版社，1989《流体力学流体力学》(上、下册)，吴望一，北京大学出版社，1982《流体力学流体力学》(上、下册)，吴望，北京大学出版社，1982《流体力学流体力学》(上、中、下册)，丁祖荣，高等教育出版社， 20032003Shanghai Jiao Tong University课程安排课程安排参考书：《流体力学流体力学》，林建忠等，清华大学出版社，2005Introduction to Fluid MechanicsJames A FayMITIntroduction to Fluid Mechanics，James A. Fay，MIT Press, 1994Fundamentals of Fluid Mechanics， B.R. Munson, D.F. Young & T.H. Okiishi, Wiley Asia Student Edition, 2005Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications, Y.A. Cengel & J.M. Cimbala, McGraw-Hill, 2006Fluid Mechanics， 5thEd., F.M.White, McGraw-Hill.Marine Hydrodynamics J N Newman MIT Press 1977Marine Hydrodynamics, J.N. Newman, MIT Press, 1977Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活航空航天航空航天Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活船舶船舶Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活船舶船舶Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活船舶船舶Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活船舶船舶船舶运动船舶运动Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活潜艇潜艇Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活海洋平台海洋平台Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活螺旋浆螺旋浆Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活汽车汽车Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活体育运动体育运动：：高尔夫球 、皮筏艇高尔夫球 、皮筏艇Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活体育运动体育运动：：游泳游泳Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活气象科学气象科学龙卷风气象云图龙卷风气象云图Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活建筑建筑节节能型建筑Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活?环境Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学与现实生活序论：流体力学与现实生活生物仿生学生物仿生学信天翁滑翔信天翁滑翔信天翁滑翔信天翁滑翔信天翁滑翔信天翁滑翔信天翁滑翔信天翁滑翔 应用广泛已派生出很多新的分支:电磁流体力学、生物流体力学、化学流体力学、地球流体力学高温气体动力学、高速水动力学、非牛顿流体力学、高温气体动力学、高速水动力学、非牛顿流体力学、爆炸力学、流变学、多相流体力学等Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家? 阿基米德（Archimedes，公元前287－212）欧美诸国历史上有记载的最早从事 流体力学现象研究的是古希腊学者阿 基米德在公元前250年发表学术论文 《论浮体》，第一个阐明了相对密度 的概念，发现了物体在流体中所受浮力的基本原理──阿基米德原理。
Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家? 列奥纳德 达 芬奇（Leonardo da Vinci 1452? 列奥纳德.达.芬奇（Leonardo.da.Vinci,1452 －1519）著名物理学家和艺术家 设计建造 了一小型水渠，系统地研究了物体 的浮孔出流物体的运动的沉浮、孔口出流、物体的运动阻 力以及管道、明渠中水流等问题Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家斯蒂文（S.Stevin,1548-1620）将用于研究固体平衡的凝结 原理转用到流体上伽利略（Galileo 1564 1642） 在流体静力学中应用了虚位伽利略（Galileo,1564-1642） 在流体静力学中应用了虚位 移原理，并首先提出，运动物的阻力随着流体介质密度的增 大和速度的提高而增大大和速度的提高而增大托里析利（E.Torricelli,1608-1647）论证了孔口出流的基本 规律帕斯卡（B Pascal 1623-1662）帕斯卡（B.Pascal,1623 1662） 提出了密闭流体能传递压强的原理--帕斯卡原理。
Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?牛顿 英国伟大的数学家、物理学家、 天文学家和自然哲学家1642年12月 25日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近25日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近 的沃尔索普村，1727年3月20日在伦 敦病逝牛顿在科学上最卓越的贡献敦病逝牛顿在科学上最卓越的贡献 是微积分和经典力学的创建牛顿的 成就，恩格斯在《英国状况十八世纪》 中概括得最为完整：“牛顿由于发明了 万有引力定律而创立了科学的天文学， 由于进行了光的分解而创立了科学的由于进行了光的分解而创立了科学的 光学，由于创立了二项式定理和无限 理论而创立了科学的数学，由于认识理论而创立了科学的数学，由于认识 了力的本性而创立了科学的力学“Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?伯努利（D.Bernoulli，1700－ 1782）瑞士科学家 在1738年出版的名著《流体 动力学》中，建立了流体位势能、 压强势能和动能之间的能量转换压强势能和动能之间的能量转换 关系──伯努利方程。
在此历史 阶段，诸学者的工作奠定了流体阶段，诸学者的工作奠定了流体 静力学的基础，促进了流体动力 学的发展Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?欧 拉（L.Euler，1707－1783） 经典流体力学的奠基人， 1755年发表《流体运动的一般原1755年发表《流体运动的般原 理》，提出了流体的连续介质模 型建立了连续性微分方程和理型，建立了连续性微分方程和理 想流体的运动微分方程，给出了 不可压缩理想流体运动的般解不可压缩理想流体运动的一般解 析方法他提出了研究流体运动 的种不同方法及速度势的概念的两种不同方法及速度势的概念， 并论证了速度势应当满足的运动条件和方程Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?达朗伯（J.le R.d‘Alembert,1717－1783） 1744年提出了达朗伯疑题（又称达朗伯佯谬），即在1744年提出了达朗伯疑题（又称达朗伯佯谬），即在 理想流体中运动的物体既没有升力也没有阻力从反面说 明了理想流体假定的局限性。
拉格朗日（J.-L.Lagrange,1736－ 1813）1813） 提出了新的流体动力学微 分方程，使流体动力学的解析学解析 方法有了进一步发展严格地 论证了速度势的存在，并提出 了流函数的概念为应用复变了流函数的概念，为应用复变 函数去解析流体定常的和非定 常的平面无旋运动开辟了道路Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?弗劳德（W.Froude，1810-1879）对船舶阻力和摇摆的 研究颇有贡献，他提出了船模试验的相似准则数--弗劳德 数，建立了现代船模试验技术的基础亥姆霍兹（H.von Helmholtz,1821-1894）和基尔霍夫 （G.R.Kirchhoff,1824-1887）对旋涡运动和分离流动进行（G.R.Kirchhoff,1824 1887）对旋涡运动和分离流动进行 了大量的理论分析和实验研究，提出了表征旋涡基本性质 的旋涡定理、带射流的物体绕流阻力等学术成就Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?纳维（C.-L.-M.-H.Navier）首先提出了不可压缩粘性流体的 运动微分方程组。
斯托克斯（G.G.Stokes）严格地导出了这些 方程，并把流体质点的运动分解为平动、转动、均匀膨胀或压 缩及由剪切所引起的变形运动后来引用时，便统称该方程为 纳维 斯托克斯方程(NiSt kEtiNS方程)纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes Equations, NS方程)纳维（L.Navier，1785－1836， 法国）斯托克斯（G.Stokes，1819－ 1903，英国）Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?谢 才（A.de Chézy法国 ） 在1755年便总结出明渠均匀 流公式--谢才公式，一直沿用至 今今雷 诺（O.Reynolds，1842-?雷 诺（O.Reynolds，1842 1912）1883年用实验证实了粘性 流体的两种流动状态──层流和 紊流的客观存在，找到了实验研 究粘性流体流动规律的相似准则 数雷诺数以及判别层流和数──雷诺数，以及判别层流和 紊流的临界雷诺数，为流动阻力 的研究奠定了基础的研究奠定了基础Shanghai Jiao Tong University序论：流体力学的著名科学家序论：流体力学的著名科学家?瑞 利（L.J.W.Reyleigh，1842-1919英国）在相似原理的 基础上提出了实验研究的量纲分析法中的一种方法--瑞利基础上，提出了实验研究的量纲分析法中的一种方法--瑞利 法。
库 塔（M.W.Kutta，1867－1944）。