空气动力学前言

空气动力学前言第1页，共33页，2023年，2月20日，星期二引言流体力学研究的对象、内容和意义流体力学的发展过程及分类与其他学科的关系流体力学的研究方法课程特点几点要求第2页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义

流体力学是力学的一个独立分支，是研究流体平衡和运动规律的科学。

流体静力学流体动力学第3页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义研究内容：流体运动的基本规律：如质量、动量、能量应遵循的规律；流体流过某种物体或通道时的运动特征：如速度分布、压强分布、能量损失等；流体同固体间的相互作用。第4页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义意义：在日常生活和许多工业技术中有着广泛的应用。第5页，共33页，2023年，2月20日，星期二知道怎样旋转球才能踢进球门吗？球门§1：流体力学研究的对象、内容和意义第6页，共33页，2023年，2月20日，星期二你会判断风车旋转方向吗？§1：流体力学研究的对象、内容和意义第7页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义航空：第8页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义水利如：都江堰,三峡李冰第9页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义造船；航运：第10页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义电力：第11页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义电力：第12页，共33页，2023年，2月20日，星期二风能§1：流体力学研究的对象、内容和意义第13页，共33页，2023年，2月20日，星期二§1：流体力学研究的对象、内容和意义其他：机械、冶金、化工、建筑、农业、生物、医学、气象……第14页，共33页，2023年，2月20日，星期二§2：流体力学的发展过程及分类19世纪以前（古典流体力学阶段）

研究管道、河道、航运中流体的运动规律。方法水力学—“实验”科学古典流体力学

—简单的数学模型第15页，共33页，2023年，2月20日，星期二阿基米德

古希腊人公元前287-212§2：流体力学的发展过程及分类浮力定律F＝rVg第16页，共33页，2023年，2月20日，星期二§2：流体力学的发展过程及分类牛顿1642-1727牛顿第二定律F＝ma第17页，共33页，2023年，2月20日，星期二§2：流体力学的发展过程及分类2、19世纪初—20世纪40－50年代方法实验流体力学：实验→经验公式理论流体力学：建立数学模型第18页，共33页，2023年，2月20日，星期二伯努利，瑞士人欧拉，瑞士人第19页，共33页，2023年，2月20日，星期二§2：流体力学的发展过程及分类3、20世纪60年代以后发展计算技术电子技术：实验手段更新→实验流体力学计算机技术数值计算方法计算流体力学理论、实验、计算流体力学相互结合，相互促进，迅猛发展。第20页，共33页，2023年，2月20日，星期二§2：流体力学的发展过程及分类4、

流体力学分类按研究对象（普通）流体力学粘性流体力学气体动力学水动力学渗流力学非牛顿流体力学多相流体力学化学流体力学生物流体力学地球流体力学。。。。第21页，共33页，2023年，2月20日，星期二§3：与其他学科的关系基础课高等数学、工程数学、物理学技术基础课工程力学（理论、材料）工程热力学、流体力学、传热学专业课汽轮机原理、锅炉原理…第22页，共33页，2023年，2月20日，星期二§3：与其他学科的关系与热力学、传热学关系热力学：可能性（热力学第一定律）

方向性（热力学第二定律）流体力学：方式、手段。是传热学的基础传热学：方式、手段。第23页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法一、理论分析方法分析流体的物理特性和运动特性，提出合理的理论模型。建立描写流体平衡与运动规律的封闭方程组及相应的初始条件和边界条件。利用数学工具，精确或近似解出方程组。分析解，揭示由解表示出的物理量变化规律，同时确定解的适用范围。第24页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法一、理论分析方法优点：清晰、普遍规律缺点：适用范围小第25页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法第26页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法二、计算法分析流体的物理特性和运动特性，提出合理的理论模型。建立描写流体平衡与运动规律的封闭方程组及相应的初始条件和边界条件。利用数值模拟方法近似解出方程组。分析解，揭示由解表示出的物理量变化规律。第27页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法二、计算法优点：迅速、较准确地解决复杂流动问题。缺点：对数学模型、求解方法要求更高。结果的可靠性比试验法差。第28页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法二、计算法举例第29页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法二、计算法举例第30页，共33页，2023年，2月20日，星期二§4：流体力学的研究方法三、实验法分析问题设计试验建立试验台进行实验分析结果优点：可靠。缺点：受尺寸、边界影响较大。成本高，周期长第31页，共33页，2023年，2月20日，星期二§5：流体力学课程特点概念多掌握物理意义及其在流体力学中的应用公式多掌握