第一章绪论资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 第一章 绪论
1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法流体1.1.1流体力学的研究对象一一流体：静力平衡时，只能承受压力，不能承受拉力或剪力的物体包括：液体和气体流体易变形，没有固定形状。固体：1既能承受压力，也能承受拉力与抵抗拉伸变形资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 ➢ 1.1.1 流体力学的研究对象——流体 • 流体：静力平衡时，只能承受压力，不能承受拉力或剪力的 物体 包括：液体和气体 ——流体易变形，没有固定形状。 • 固体：既能承受压力，也能承受拉力与抵抗拉伸变形
1.1流体力学的研究对象、发展概况和研究方法>液体和气体的区别：（1）气体易于压缩；而液体难于压缩（2）液体有一定的体积，存在一个自由液面：气体能充满任意形状的容器，无一定的体积，不存在自由液面；>液体和气体的共同点：两者均具有易流动性，即在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动，故二者统称为流体资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 ➢ 液体和气体的区别： （1）气体易于压缩；而液体难于压缩； （2）液体有一定的体积，存在一个自由液面；气体能充满任 意形状的容器，无一定的体积，不存在自由液面； ➢ 液体和气体的共同点： • 两者均具有易流动性，即在任何微小切应力作用下都会发生变 形或流动，故二者统称为流体
1.1 3流体力学的研究对象、发展概况和研究方法>研究内容：蚊龙号第三次深海探秘正在开解维影播维地形扫脂需科带作点。研究得最多的流体是水和空气，彩招用流体静力学：关于流体平衡的规律，研究流体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于流体上的各种力之间的关系；700个大气压，7000t/m流体动力学：关于流体运动的规律，研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等。>研究任务：研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 ➢ 研究内容： • 研究得最多的流体是水和空气。 流体静力学：关于流体平衡的规律，研 究流体处于静止（或相对平衡）状态时 ，作用于流体上的各种力之间的关系； 流体动力学：关于流体运动的规律，研 究流体在运动状态时，作用于流体上的 力与运动要素之间的关系，以及流体的 运动特征与能量转换等。 ➢ 研究任务： • 研究流体所遵循的宏观运动规律以及流 体和周围物体之间的相互作用。 700个大气压，7000t/m2
1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法>与流体力学相关的工程领域和学科，水和空气是地球上广泛存在的物质，所以与流体运动有关的问题是很普遍的。流体力学在许多学科和工程领域有着广泛的应用，其重要性不言而喻。流体力学生物气象海洋水利环境交通运输采矿治金航空航天石油化工资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 ➢ 与流体力学相关的工程领域和学科 • 水和空气是地球上广泛存在的物质，所以与流体运动有关的问 题是很普遍的。流体力学在许多学科和工程领域有着广泛的应 用，其重要性不言而喻。 流体力学 海 洋 水 利 航 空 航 天 交 通 运 输 环 境 气 象 石 油 化 工 采 矿 冶 金 生 物
1.1流体力学的研究对象、发展概况和研究方法足球乒乓球羽毛球排球网球大部分竞技体育项赛艇游泳自与流体力学有关铁饼赛车赛跑标枪高尔夫球资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 排球 足球 网球 赛艇 游泳 铁饼 高尔夫球 赛跑 赛车 标枪 乒乓球 羽毛球 大部分竞技体育项 目与流体力学有关
1.1流体力学的研究对象、发展概况和研究方法> 高尔夫球：表面光滑还是粗糙？起初，人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此当时用皮革制球。（皮革已龟裂）最早的高尔夫球资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 ➢ 高尔夫球：表面光滑还是粗糙？ 起初，人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此当时用皮革制 球。 最早的高尔夫球（皮革已龟裂）
1.1流体力学的研究对象、发展概况和研究方法后来发现表面有很多划痕的旧球反而飞得更远。原因直到20世纪建立流体力学边界层理论后才解开。·光滑的球在飞行中边界层容易脱离，在球的后面产生空气漩涡，使球后面的压力小于球前面的压力，这样阻力增大。如果球表面有很多小坑，球在旋转飞行过程中小坑会带进部分空气，边界层不宜脱离，球后空气漩涡作用转弱，可减小球前后压力差，所以球飞的更远，，现在的高尔夫球表面有许多窝，在同样大小和重量下，飞行距离为光滑球的5倍。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 • 后来发现表面有很多划痕的旧球反而飞得更远。原因直到20世 纪建立流体力学边界层理论后才解开。 • 光滑的球在飞行中边界层容易脱离，在球的后面产生空气漩涡 ，使球后面的压力小于球前面的压力，这样阻力增大。如果球 表面有很多小坑，球在旋转飞行过程中小坑会带进部分空气， 边界层不宜脱离，球后空气漩涡作用转弱，可减小球前后压力 差，所以球飞的更远。 • 现在的高尔夫球表面有许多窝，在同样大小和重量下，飞行距 离为光滑球的5倍
1.1流体力学的研究对象、发展概况和研究方法>足球运动的转弯球现象可以帮助理解环流理论：，旋转的球带动空气形成环流，一侧气流加速，另一侧减速，形成压差力，使足球拐弯，称为马格努斯效应资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 ➢ 足球运动的转弯球现象可以帮助理解环流理论： • 旋转的球带动空气形成环流，一侧气流加速，另一侧减速，形 成压差力，使足球拐弯，称为马格努斯效应
1.1流体力学的研究对象、发展概况和研究方法>汽车阻力汽车发明于19世纪末。戴姆勒1号奔驰专利1号资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 1.1 流体力学的研究对象、发展概况和研究方法 ➢ 汽车阻力 汽车发明于19世纪末