《工程流体力学》第1章 绪论

工程流体力学

第一章绪论

远古时期公元前2286-2278年中国的大禹治水；公元前2000-1000年埃及、罗马、希腊等地水利工程和造船业；公元前300年中国成都都江堰灌渠工程；公元前250年希腊哲学家阿基米德的著作“论浮体”；等等。

流体力学流体力学发展简史流体力学的发展大致可以分为以下几个时期：§1-1流体力学发展简史

十五、十六、十七世纪达.芬奇（LeonardoDoVinci1452-1519）系统研究了沉浮、

孔口出流、阻力等问题，在米兰附近建造了世界上第一个

小型水渠。1687年牛顿（Newton1642-1727）在名著“原理”中讨论

了阻力、波浪等问题，并提出了著名的“牛顿内摩擦定律”。1612年伽利略（Gallileo1564-1642）建立了沉浮的基本原理；1643年托里拆利（Torricelli1608-1647）论证了孔口出流的基本规律；1650年帕斯卡（B.Pascal1623-1662）论证了流体中压力传递的基本定律；达朗贝尔（J.ďAlembert1717-1783）提出了著名的达朗贝尔佯谬；

十八、十九世纪欧拉（L.Euler1707-1783）经典流体力

学创始人，提出了一系列的流体力学基

本方程，著有“流体运动的一般原理”

等名著伯努利（D.Bernoulli1700-1782）建立了一系列适用于工程

计算的基本方程，著有“流体动力学”等名著。纳维（L.Navier1785-1836）和斯托克斯（G.Stokes1819-1903）建立了粘性流体运动基本方程；

等等。现代雷诺（O.Reynolds1842-1912）研究并确定了两种流态；普朗特（L.Prandtl1875-1953）建立了“边界层理论”；齐奥尔科夫斯基、茹科夫斯基、恰普雷金等研究了翼栅和

绕流理论，奠定了现代空气动力学的基础。

周培源（1902-1993）、钱学森（1911-2009）等我国科学

家在湍流理论和空气动力学等领域作出了杰出贡献；

等等。§1-2、1-3流体力学研究内容和研究方法流体力学的研究遵循“实践—理论—实践”的基本规律建

立数学模型和实验研究在流体力学的研究中具有尤其重要

的作用。

流体力学研究的内容和方法

流体力学研究流体平衡和运动的规律。流体力学是力学的

一个重要分支，属于连续介质力学的范畴。流体力学研究

流体大量分子的宏观运动规律，不追究流体的分子运动。流体力学的研究方法总体上可以分为三种：理论分析方法、

实验方法和数值计算方法。三种方法相互配合与补充。

流体力学课程的地位和作用流体力学属于基础科学，也属于应用科学范畴。在工科院

校，属于技术基础课程。

流体力学在科学技术和工程实际中都有广泛的实用意义。

例如流体工程、机械制造、金属工艺、仪器仪表、热能工

程、航天航海、水利工程、生物工程、水电工程、石油化

工等等，都离不开流体力学。

中国探月工程2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。

流体力学工程应用流体力学的应用范围非常广泛，从天气预报到航空航天，从海洋工程到医学，都离不开流体力学的研究。§1-4工程应用南水北调工程南水北调工程自2014年全面建成通水以来，南水已成为京津等40多座大中城市280多个县市区超过1.4亿人的主力水源。截至2023年3月31日，南水北调东中线工程累计调水量超612亿立方米。其中，为沿线50多条河流实施生态补水85亿立方米，为受水区压减地下水超采量50多亿立方米。“海洋石油982”钻探发现宝岛21-1大气田2022年，发现了我国首个深水深层大气田宝岛21-1，探明地质储量超过500亿立方米，是加快深海深地探测取得的有力进展。此次发现的宝岛21-1气田位于海南岛东南部海域深水区，最大作业水深超过1500米，完钻井深超过5000米，距离“深海一号”超深水大气田约150公里，海洋地质条件极端复杂。西气东输国家管网西气东输在福建运维天然气管道总长701.5公里，覆盖福建省6市24县（区）。自2017年正式向福建供气至今，已累计向福建供应