流体动力学学习报告

流体力学基础学习报告摘要实验研究是流体力学的重要组成部分。利用实验方法可以发现新的流动现象，揭示流动的内在机理。通过实验，也可以解决很多复杂的流动问题。任何一项实验，都必须在理论的指导下进行。相似理论和量纲分析法是指导流体力学实验的理论基础（包括科学地设计组织实验及整理实验结果）

。关键词7-定理；流动相似原理；相似准则前言本文主要介绍通过学习《工程流体力学》（莫乃榕）第七章后关于与流体力学试验有关的基本理论和方法的总结。只有正确的理解和掌握这些基本理论，

才能科学的策划各类试验，整理实验结果，并用这些结果去处理和解决实际工程问题。1

量纲及量纲分析法1.1量纲和单位物理量的性质属性称为量纲。

m、cm、km都具有相同的属性，这种属性称为长度的量纲，记作L。每个物理量都有自己的量纲。在各种量纲中，质量

M、长度L、时间T等称为基本量纲。基本量纲具备两个特征。

一个特征是，任何一个基本量纲都无法用其他的基本量纲的幕次式表达出来；另一个特征是，任何物理量都可以用基本量纲的幕次式表达出来。

为了表示物理量的大小，在同一种物理量中，或者说在一种量纲中选取一个特定量作为参考量，

这个参考量就称为单位。1.2量纲分析法量纲分析的目的是找出影响某一流动现象（过程）的各个变量（因素）

，把它们加以合理的组合，写成无量纲数的形式，从而把物理过程中各变量间的关系，概括地表示在由这些无量纲数组成的函数关系式中，同时指明实验方法，并使得实验中所需测量和处理的变量数减少。-定理是广泛应用于量纲分析的一种方法1.2.1定理若某一物理过程包含n个物理量，即f

qJ=O其中有m个基本量（量纲独立，不能相互导出的物理量），则该物理过程可由n个物理量构成的（n-m）个无量纲项所表达的关系式来描述。即

F（二t，二2，二2）=0从可以看出，原来的物理方程的变量有n个，组合成量纲的特征数以后，

方程的变量减少为n-m个。显然，变量数目越少，问题就越容易解决。1.2.2应用「-定理进行量纲分析的步骤：（1）

列出n个相关物理量，写出它们的量纲表达式。（2）确定这些物理量所包含的基本量纲的数目

m。（3）在这些n个物理量中，选择与基本量纲数相同的m个基本物理量。基本物理量的条件是：基本物理量总共包含的基本量纲数目必须是m个，而且这m个基本物理量的量纲幕指数所构成的行列式必须不等于零。（4）

用这m个基本物理量与其余的任一个相关物理量组成量纲的特征数。这些特征数共有n—m个。（5）

写出包含有n—m个量纲一特征数的一般方程式。2流动相似原理2.1流动相似的三个条件流动相似原理研究模型流场和实物流场的流动相似问题流动相似要求两个流场的同类型参数成正比例，具体地说就是要求模型流场和实物流场满足几何相似、

运动相似、动力相似等三个条件。2.1.1几何相似几何相似要求模型和实物的对应的几何尺寸成比例，比列系数

sI，即门二.I22.1.2运动相似运动相似指两个流动相应点速度方向相同，大小成比例。比列系数，

’v即uPUm2.1.3动力相似动力相似要求模型流场和实物流场的对应点同名力，方向相同，大小成比例，比列系数为，即TmGp在上述三种相似中，几何相似是必须满足的。22常见的动力相似准则2.2.1雷诺准则PVL定义雷诺数Re为

上二Re雷诺准则要求模型流畅和实物流场的惯性力、粘性力成比例。则：

Re=Re2.2.2弗劳德准则定义弗劳德数Fr为、—二Frv'gi弗劳德准则要求模型流场和实物流场的惯性力、重力成比例

.则：Fr=Fr2.2.3欧拉准则定义欧拉数Eu为

PT=EuPV2欧拉准则要求模型流场和实物流场的惯性力与压力成比例。则：

Eu=Eu'2.2.4斯特劳哈尔准则斯特劳哈尔准则要求模型流场和实物流场的局部加速度和对流加速度对应的惯性力成正比。定义斯特劳哈尔数Sr为Sr=LVt则，Sr1=Sr2.2.2.5马赫准则马赫准则要求两种流畅的对流惯性力与由于压缩性引起的弹性力成正比。3总结通过认真研读《工程流体力学》

相关章节，在理解的同时着重应用，让我感受最受的是各方程前期的假设性，在假设的基础上，由最简单形式开始展开对公式的推导以及验证。

事务研究的基础任务，例如假设性条件和忽略性因素，才是研究取得成功的根本。

因此，要探究事物的根本，就应该努力培养如何提出假设的这种能力，培养先创性及大胆实践探求的精神。同时，作为工科专业，又应该具有工程概念，工程概念中的一个很大特点就是“人各异性”。同一个工程建设中很可能有多种施工方案，并且每一种方案都会有自己的特点及优势，而且也并不存在真正绝对的答案供自己选择。因