1、流体力学王浩 2010-8建筑环境与设备工程专业绪 论流体力学是研究流体机械运动规律及其应用的科学，是力学的一个重要分支。流体力学研究的对象 液体和气体。流体力学发展简史流体力学的研究方法作用在流体上的力流体的主要力学性质流体力学的模型流体力学发展简史n 第一阶段（ 16世纪以前）：流体力学形成的萌芽阶段n 第二阶段（ 16世纪文艺复兴以后 -18世纪中叶）流体力学成为一门独立学科的基础阶段n 第三阶段（ 18世纪中叶 -19世纪末）流体力学沿着两个方向发展 欧拉、伯努利n 第四阶段（ 19世纪末以来）流体力学飞跃发展返回第一阶段（ 16世纪以前）：流体力学形成的萌芽阶段n 公元前 2286年
2、公元前 2278年大禹治水 疏壅导滞（洪水归于河）n 公元前 300多年李冰 都江堰 深淘滩，低作堰n 公元 584年公元 610年隋朝 南北大运河、船闸应用埃及、巴比伦、罗马、希腊、印度等地水利、造船、航海产业发展n 系统研究古希腊哲学家阿基米德 论浮体 （公元前 250年）奠定了流体静力学的基础 返回返回李冰李冰（公元前 302235 ）是我国科学治水的典范，伟大的水利学家。他领导创建了目前世界上历史最悠久的水利工程 都江堰。 李冰总结了前人治水的经验，在渠首工程的选点上作了深刻的科学研究。精心地选择在成都平原顶点的岷江上游出山口处作为工程地点，采用乘势利导、因时制宜的治水方略，修建了都江
3、堰水利工程：无坝引水的鱼嘴分水堤，泄洪排沙的溢洪道，保证成都平原引足春水和控制洪水的咽喉工程宝瓶口。使鱼嘴分水堤、宝瓶口、飞沙堰溢洪道三大主体工程各有其独特的功能和作用。它们之间相互依存，相互制约，形成布局合理的系统工程，联合发挥分流分沙、泄洪排沙、引水输沙的重要作用。其科学合理的设计方案，仍令当今科学界赞叹不已。都江堰保证了流区千万亩农田和城市用水的需要，使其枯水不缺、洪水不淹、泥沙少淤、水旱从人，堪称 “天然佳构 ”。 李冰是在大禹之精神激励下完成建堰伟业的。综观都江堰的创建史， “大禹肇其端，开明继其业，李冰总其成 ”。铜壶漏滴我国古代计时是用铜壶滴漏，它使水从高度不等的几个容器里依次滴
4、下来，最后滴到最低的有浮标的容器里，根据浮标上的刻度也就是根据最低容器里的水位来读取时间。这样，就使无形的时间改换成有形的尺寸了。光阴自然可以用寸来计量。铜壶漏滴中的最低容器里的水位，是由高处的水一滴一滴流下来，经过长时间的积累而形成的，所以铜壶滴漏的计时原理实质上就是水滴总数的自动累计。 返回第二阶段（ 16世纪文艺复兴以后 -18世纪中叶）流体力学成为一门独立学科的基础阶段n 1586年 斯蒂芬 水静力学原理n 1650年 帕斯卡 “ 帕斯卡原理 ”n 1612年 伽利略 物体沉浮的基本原理n 1686年 牛顿 牛顿内摩擦定律n 1738年 伯努利 理想流体的运动方程即伯努利方程n 177
5、5年 欧拉 理想流体的运动方程即欧拉运动微分方程返回n 帕斯卡n 发现 帕斯卡定律 ，指封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化，将毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁压强等于作用力除以作用面积。根据 帕斯卡原理 ，在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强，必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的 10倍，那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的 10倍，而两个活塞上的压强仍然相等。水压机就是帕斯卡原理的实例。它具有多种用途，如 液压 制动等。 帕斯卡帕斯卡丹 伯努利丹 伯努利 （ Daniel Bernoull， 17001782）：瑞士科学家
6、，曾在俄国彼得堡科学院任教，他在流体力学、气体动力学、微分方程和概率论等方面都有重大贡献，是理论流体力学的创始人。 伯努利以 流体动力学 （ 1738）一书著称于世，书中提出流体力学的一个定理，反映了理想流体（不可压缩、不计粘性的流体）中能量守恒定律。这个定理和相应的公式称为伯努利定理和伯努利公式。 他的固体力学论著也很多。他对好友欧拉提出建议，使欧拉解出弹性压杆失稳后的形状，即获得弹性曲线的精确结果。 17331734年他和欧拉在研究上端悬挂重链的振动问题中用了贝塞尔函数，并在由若干个重质点串联成离散模型的相应振动问题中引用了拉格尔多项式。他在 1735年得出悬臂梁振动方程； 1742年提出弹性振动中的叠加原理，并用具体的振动试验进行验证；他还考虑过不对称浮体在液面上的晃动方程等。
