工程流体力学绪论.ppt
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1、工程流体力学,Engineering Fluid Mechanics,绪 论,绪 论,绪 论,一、工程流体力学的研究对象,流体力学与其他力学课程的研究对象、内容、范围比较,绪 论,一、工程流体力学的研究对象,流体力学是研究流体的平衡和运动的规律、流体与固体相互作用的力学规律、以及这些规律在实际工程中的应用的一门科学。,课 程 结 构(石油工程专业为例),第七章 非牛顿流体的流动,绪 论,流体的基本分类:按流体的压缩性可分为:可压缩流体和不可压缩流体按流体的变形特点可分为:牛顿流体和非牛顿流体从学科上看,属于这一范畴的有理论流体力学、水力学、工程流体力学。,绪 论,二、流体力学的发展简况,第一阶
2、段:经验阶段17世纪前,主要是人们在与大自然斗争中的经验总结。例如,四川都江堰工程,隋代大运河,汉代张衡发明的水力浑天仪,古代铜壶滴漏计时等。,都江堰工程,建于公元前256年,是战国时期秦国蜀郡太守李冰及其子率众修建的一座大型水利工程。都江堰不仅是中国古代水利工程技术的伟大奇迹,也是世界水利工程的璀璨明珠。最伟大之处是建堰2260多年来经久不衰,而且发挥着愈来愈大的效益。工程主要有鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分,科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题,消除了水患,使川西平原成为“水旱从人”的“天府之国”。,绪 论,第二阶段:理论阶段 17世纪19世纪一些水力原理
3、论著出现,标志着流 体力学的发展进入了理论阶段。1643年:托里拆利提出孔口泄流定理。1650年:巴斯加提出压强传递定律。(2)1686年:牛顿(Newton)提出液流内摩擦定理。(1)1700年1783年:伯努利(Daniel Bernoulli)提出无粘流动流速和压强的关系式,即Bernoulli能量方程。(3),绪 论,1717年1783年:达朗贝尔(dAlembert)提出流体 连续性方程。在动力学一书中提出了达朗贝尔 原理,把动力学问题转化为静力学问题处理。(2)1707年1783年:欧拉(Euler)建立了理想不可压缩流体运动的微分方程(欧拉方程)。(3)1785年1863年:纳维
4、尔(Navier)将欧拉流体运动 方程加以推广,加入粘性项,导出了粘性流体运动 方程。(4)1819年1903年:斯托克斯(Stokes)从不同的出 发点也导出了粘性流体运动方程。(4),绪 论,1820年1872年:兰金(Rankine)发展了源汇理论。1821年1894年:亥姆霍兹(Helmholtz)提出速度势,建立了旋涡运动和间断运动理论。1824年1887年:客希霍夫继续研究间断运动及阻力。1842年1912年:雷诺(O.Reynolds)通过小直径圆管中的粘性流体流动试验提出层、紊流流态理论。(4)1847年1921年:茹可夫斯基(Joukowski)是实验和理论空气动力学的创始人
5、,提出了著名的环量升力定理。1868年1945年:兰彻斯特(Lanchester)研究了升力原因的环量概念。,绪 论,1875年1953年:普朗特(Prandtl)在1904年提出边界层理论,从而使粘性流体和无粘性流体的概念协调起来。1881年1963年:冯卡门(Von Karman),超声 速时代之父,师从普朗特教授。提出卡门涡街理 论、边界层控制理论以及超声速相似律等。是我国 著名学者钱学森教授的导师。第三阶段20世纪初至中叶,流体力学理论、实验全面展开,航空航天迅速发展,湍流理论、稳定性理论逐渐完善。,绪 论,周培源(1902 1993):1902年8月28日出生,江苏宜兴人。理论学家、
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