1、高等流体力学Higher Fluid MechanicsPart I: Fundamentals Part II: Advanced theory and applicationPart I: 基础部分 :高等工程流体力学第一章 基础知识第一章 基础知识中国矿业大学力建学院第一章 绪论人类的祖先在海洋里生活了 40亿年 ,人类在空气中也生活了 700万年。虽然天天生活在流体环境中，人们对流体及流体运动的感性认识却远远比不上对固体及固体运动的感性认识。1.高尔夫球 :飞的远表面应光滑还是粗糙 ?2.汽车 :阻力主要来自前部还是后部 ?3.机翼 :升力来自下部还是上部 ?第一章 基础知识中国矿业大
2、学力建学院流体力学 ：内容 :流体静止和运动的力学规律，以及在工程中的应用。对象 :液体和气体与从事的工作有何联系 ：能源 、交通、环境、工程建设，气象、生物、体育、文学艺术等。1. 学科简介 ： 1500年意大利科学家、艺术大师 -达 芬奇研究孔口出流，著有论文 “ 论水的流动和测量 ” 。1678年 伊萨克 牛顿 在 “ 原理 ” 中讨论了流体阻力。What is a fluid?第一章 基础知识中国矿业大学力建学院1738年 伯努利 （ 第一个提出 “ 流体力学 ” 名称）提出了定常不可压缩流体的伯努利方程。1775年 欧拉 提出了无粘流体运动方程组，并开始研究理想无旋流体的平面运动。1
3、826-1845年 纳维尔和斯托克斯 建立了不可压缩与可压缩粘性流体的运动方程组。1904年 普朗特为 解决紊流问题提出了著名的边界层理论。1912年起 卡门和泰勒 等一批流体力学家在空气动力学、紊流和涡旋理论等方面的卓越成就奠定了现代流体力学基础。第一章 基础知识中国矿业大学力建学院进入 1960年代以来，由于计算机技术的发展以及宇宙航行、人造卫星、原子能、生物环境等学科的要求，流体力学理论本身、它的工程应用及与之相关的交叉学科已愈来愈完善。 目前，流体力学未获圆满解决的问题：紊流、涡旋运动、流动稳定性、非定常流动、非线性水波、流体力学的新分支及交叉学科的发展。2.流体力学研究方法实验验证数
4、值计算 (FEM、 FDM、 BEM)理论推导第一章 基础知识中国矿业大学力建学院理论推导：通过运用数学方法求解理论模型来揭示流体运动的规律 .但许多实际问题尚难用数学方法精确求解。一个绕流边界层模型第一章 基础知识中国矿业大学力建学院实验验证 ：通过模型或者实型试验，对具体流动的观测和实测数据来认识流体运动的规律。第一章 基础知识中国矿业大学力建学院数值模拟 (FEM、 FDM、 BEM、 FVM) ：通过运用数值方法将理论模型离散成数值模型，用计算机求解数值模型来揭示流体运动的规律。第一章 基础知识中国矿业大学力建学院3.流体力学的模型虽然流体分子间有一定间隙，但在流体力学研究中，我们用一种简单的形式代替，认为流体完全充满它所占有的空间而不留下任何间隙。3.1 连续介质模型1)流体所占空间尺寸比分子本身尺寸大得无可比拟。2)流体力学研究平均力学性质，是大量分子的统计平均，而非某一个分子。 宏观上可以把流体看成是由无数个流体质点组成的稠密无隙的 连续介质 。3.2 流体质点流体质点 ：微观上非常大，包含足够多的分子 ;宏观上非常小，体积小到可以近似看成一个几何点。
