【正文】 。 F = － Ma 式中： F— 慣性力，國(guó)際單位制中為 N，工程單位制中為 公斤力， 1 kgf = N； M— 質(zhì)量，國(guó)際單位制中為 kg，工程單位制中為 公斤力 密度 流體 固體 流體也不能抵抗拉力，而只能抵抗對(duì)它的壓力。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 反之，為各向異性(anisotrop fluid)。反之，為非均質(zhì) (nonhomogeneous)。 ),( tzyx?? ?),( tzyxuu ?),( tzyxpp ? 在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的基礎(chǔ)上，一般還認(rèn)為：流體具有均勻等向性，即流體是均質(zhì)的。流體的主要物理性質(zhì) 三、連續(xù)介質(zhì)模型（ Continuum Medium Model） 把一個(gè)本來(lái)是大量離散的分子或原子運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，近似為充滿整個(gè)空間流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，而且每個(gè)空間點(diǎn)和每個(gè)時(shí)刻都有確定的物理量，它們都是空間坐標(biāo)和時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，從而可以運(yùn)用數(shù)學(xué)分析工具來(lái)建立和求解宏觀物理量之間的方程。 o非均質(zhì)均質(zhì)分子作用區(qū) 連續(xù)區(qū)/3?cm )(g.二、連續(xù)介質(zhì)（ Continuum/Continuous Medium） 167。 特征體積 (characteristic volume) ?V? ：指使平均密度具有確定的數(shù)值，并表征其中足夠多分子的統(tǒng)計(jì)平均值即液體的宏觀密度時(shí)的體積。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 流體質(zhì)點(diǎn) (fluid particle)： 具有一定體積的“流體微團(tuán)”含有足夠的分子，在一定時(shí)間內(nèi)具有確定的統(tǒng)計(jì)量，將流體微團(tuán)的體積抽象為幾何點(diǎn) — 流體質(zhì)點(diǎn)。 二、連續(xù)介質(zhì)（ Continuum/Continuous Medium） 由比分子大很多的，微觀上充分大，而宏觀上充分小的分子團(tuán)，可以近似地看成幾何上沒(méi)有大小和形狀的一個(gè)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn) 所組成，質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)有空隙，連續(xù)地充滿所占有的空間 的流體 。 一種是從分子和原子微觀運(yùn)動(dòng)出發(fā)的統(tǒng)計(jì)平均方法。 工程流體力學(xué)主要是研究流體的宏觀(機(jī)械 )運(yùn)動(dòng)。流體的主要物理性質(zhì) 121 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 一、流體微觀特點(diǎn) 流體 (fluid)由許多不連續(xù) (continue)的 、 相隔一定距離的分子 (molecule)所組成 ，而分子則由更小的原子所組成； 所有物體的分子和原子都處在永不停息的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)之中 ， 相互間經(jīng)常碰撞 、 摻和 ，進(jìn)行動(dòng)量 (momentum)、 熱量 /能量 (heat/energy)、 質(zhì)量的交換 。流體的主要物理性質(zhì) 167。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡(jiǎn)史 167。n， 1881— 1963)用動(dòng)量方程導(dǎo)出邊界層的動(dòng)量積分方程 ， 解決壁面邊界層的計(jì)算問(wèn)題 。 匈牙利卡門 (Theodore Von K225。 1883年，他在圓管中進(jìn)行了一系列的流體流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)流體流動(dòng)有兩種形態(tài)，即層流和湍流 (紊流 )，及其判別準(zhǔn) 則 —— 特征數(shù)。 1946年電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn) ， 以計(jì)算機(jī)為工具的數(shù)值計(jì)算方法得到迅速發(fā)展 ， 它繼理論分析和實(shí)驗(yàn)方法之后 ， 成為工程流體力學(xué)的第三種研究方法 。 167。 英國(guó) 牛頓 (Isaac Newton， 16421727)提出了著名的牛頓 三大運(yùn)動(dòng)定律 ，提出粘性流體 切應(yīng)力 (剪應(yīng)力 )公式。芬奇 (Leonardeda Vinci,14521519) 《 論水的流動(dòng)和水的測(cè)量 》 。 傅里葉 (Fourier J B)和 裴克 (Fick A E)與牛頓切應(yīng)力公式相對(duì)應(yīng) ， 分別提出了傅里葉熱傳導(dǎo)公式和裴克 (第一 )擴(kuò)散定律 ， 為研究流 體的傳熱 、 傳質(zhì)問(wèn)題提供了基礎(chǔ) 。 法國(guó)拉格朗日 (Joseph Louis Lagrange， 1736— 1813) 表述了另一描述流體運(yùn)動(dòng)的方 法 —— 拉格朗日法； 引進(jìn)流函數(shù)的概念，獲得理想流體無(wú)旋流動(dòng)所應(yīng)滿足的動(dòng)力學(xué)條件，提出求解這類流體運(yùn)動(dòng)的方法，進(jìn)一步完善了理想流體無(wú)旋 流動(dòng)的基本理論。 167。 古羅馬供水管道系統(tǒng)等。 流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，是研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡(jiǎn)史 一、流體力學(xué) (fluid mechanics)的定義和任務(wù) 167。 1—3 作用在流體上的力 167。 1—2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 教材： 工程流體力學(xué) _聞德遜主編 第一章 緒論 第二章 流體靜力學(xué) 第三章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué) 第四章 理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流 第五章 實(shí)際流體動(dòng)力學(xué) 第六章 量綱分析和相似理論 第七章 流動(dòng)阻力和能量損失 第八章 邊界層理論基礎(chǔ)和繞流運(yùn)動(dòng) 教材內(nèi)容 上冊(cè)內(nèi)容 教材： 工程流體力學(xué) _聞德遜主編 第九章 有壓管流 第十章 明渠流 第十一章 孔口、管嘴、閘孔出流及堰流 第十二章 滲流 第十三章 射流和流體擴(kuò)散理論基礎(chǔ) 第十四章 可壓縮流體的流動(dòng) 教材內(nèi)容 下冊(cè)內(nèi)容 水泵與水泵站 第一章 緒論 167。 1—1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡(jiǎn)史 167。 流體的主要物理性質(zhì) 167。 1—4 工程流體力學(xué)的研究方法 第一章 緒論 167。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡(jiǎn)史 研究對(duì)象 研究?jī)?nèi)容 研究目的 牛頓力學(xué)定律 質(zhì)量守恒定律 能量守恒定律 動(dòng)量守恒定律 環(huán)境市政 、給水排水 、土木建筑 、交通運(yùn)輸 、化工機(jī)械 、能源資源 、水利氣象 研究 對(duì)象 為水流，且又側(cè)重于應(yīng)用的，稱為 水力學(xué) (hydraulics)。 液體 氣體 二、流體力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 古代水力學(xué) 中國(guó)的大運(yùn)河 、都江堰、鄭國(guó)渠和靈渠 。 公元 1360年，元代歐陽(yáng)玄著 《 至正河防記 》 一書(shū)，成為世界第一部水利工程書(shū)籍； 公元前 250年，希臘阿基米德 (Archimedes，公元前 287前 212) 《 論浮體 》 ，提出了浮體原理，是第一篇闡述流體運(yùn)動(dòng)的文獻(xiàn)。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡(jiǎn)史 古典流體力學(xué) 瑞士歐拉 (Leonhard Euler， 1707— 1783)提出了連續(xù)介質(zhì)假設(shè)；流體運(yùn)動(dòng)的描述方法 —— 歐拉法和理想 (無(wú)粘性 )流體運(yùn)動(dòng)方程，應(yīng)用微積分的數(shù)學(xué)分析方法來(lái)研究流體力學(xué)的問(wèn)題，奠定了古典流體力學(xué)的基礎(chǔ)，并研究理想流體無(wú)旋流動(dòng)，提出了速度勢(shì)概念。 法國(guó)工程師納維 (Louis Marie Henri Navier， 1785— 1836)和英國(guó)斯托克斯(Gee Gabriel Stokes,1819— 1903) 建立了不可壓縮實(shí)際 (粘性 )流體的運(yùn)動(dòng)方程 ——納維 斯托克斯方程，提供了研究實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。 意大利 達(dá) 法國(guó)帕斯卡 (Blaise Pascal， 16231662)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，提出了流體靜力學(xué)的基本關(guān)系式，建立了流體中 壓強(qiáng)傳遞的帕斯卡定律。 瑞士伯努利 (Daniel bernoulli， 1700— 1782) 將牛頓力學(xué)和流體物性 、 壓強(qiáng)概念相結(jié)合 ， 提出了有名的恒 定不可壓縮理想流體運(yùn)動(dòng)的能量方程 —— 伯努利方程 。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡(jiǎn)史 現(xiàn)代流體力學(xué) 德國(guó)尼古拉茲 (Johann Nikuradse)對(duì)采用人工粗糙的管道進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)定工作，為補(bǔ)充邊界層理論、推導(dǎo)湍流的 半經(jīng)驗(yàn)公式提供了可靠的依據(jù)。 英國(guó)雷諾 (Osborne Reynolds,1842— 1912)首先闡明了相似原理，促進(jìn)了理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合。 英國(guó)瑞利 (Lord John William Rayleigh， 1842— 1919) 首先提出了用量綱分析法求流動(dòng)相似準(zhǔn)則 ， 這是用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合 ， 來(lái)解決工程流體力學(xué)問(wèn)題的重要方法 ， 在實(shí)驗(yàn)研究中有著重要的意義 和作用 。rm225。 167。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 流體的微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)，在空間和時(shí)間上都是不連續(xù)的，呈現(xiàn)著離散性、不均勻性和隨機(jī)性 。有兩種研究方法。 二是把流體看成質(zhì)點(diǎn)連續(xù)地充滿流體所占有的空間的的連續(xù)介質(zhì)方法。 在很多情況下，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)所得的理論結(jié)果，與相當(dāng)多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很符合。 167。流體的主要物理性質(zhì) 在某些情況，例如海拔高度為 50km以上的高空的稀薄氣體不作為連續(xù)介質(zhì)。 液體質(zhì)點(diǎn) （微團(tuán)）：即特征體積 ?V?中所有液體分子的集合。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)