工程流体力学流体是液体与气体的总称
99页1、流体力学(I),中南大学:能源科学与工程学院主讲教师:李 贺 松联系电话:18684696162E-Mail: 办公地点:外语楼108,第一章 导论,流体概念 流体是液体与气体的总称 在任何微小剪应力作用下能够发生连续变形的物质,流体力学 研究流体在外力作用下平衡和运动规律的科学 力学的一个分支,与刚体力学、弹性力学、材料力学并列为四大力学,绪 言,课程的性质,流体力学是一门横跨各领域、各不同专业的重要基础课。研究流体 静止(相对静止)和运动的力学规律,并应用到实际工程领域中。,建筑设备:建筑给排水 、通风 、采暖空调 、电梯 环境工程:大气(扩散)、水(管道或明渠传输) 水利工程:防洪(三峡)和旱工程(南水北调)、农田水利工程 、水力发电工程、航道和港口工程、供水和排水工程(工农业用水)、环境水利工程(防止土流失和水质污染)等 航空、航天、航海 汽车 冶金、发电(风力发电) 热能工程(传热与传质) 等,流体力学发展简史,、前30000年前3000年以“水火风”的初步利用为特征:石器、陶具、风帆、水钟、引水灌溉,、前3000年 1678年以简单流体机械为特征:水车、风车、风箱、火箭等,
2、、1678 1900年初步形成和发展时期,标志性成就:牛顿粘性定律、欧拉方程组、拉格朗日流函数、伯努利定理、亥姆霍兹涡定理、达西公式、NS方程、雷诺方程、瑞利相似原理、罗蒙诺索夫质量守恒定律、焦耳能量守恒定律,荷兰用的最多,仰韶陶具,、 1900 1950年 体系完善与深入时期,标志性成就:儒可夫斯基绕流、卡门涡街、普朗特边界层理论、尼古拉兹实验、激波理论、湍流理论、风洞、热线流速仪,流体力学发展简史,、 1950年至今 渗透与分支:计算流体力学、实验流体力学、可压缩气体力学、稀薄气体力学、磁流体力学、化学流体力学、非牛顿流体力学、多相流体力学、生物流体力学、 天体物理流体力学、渗流力学激光干涉仪、测速仪,流体力学的发展简史,流体力学在中国 大禹治水4000多年前的大禹治水,说明我国古代已有大规模的治河工程。 (公元前256210年)秦代,在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程,说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。 龙首渠(公元前156-前87)西汉武帝时期,为引洛水灌溉农田,在黄土高原上修建了龙首渠,创造性地采用了井渠法,即用竖井沟通
3、长十余里的穿山隧洞,有效地防止了黄土的塌方。,水利风力机械在古代,以水为动力的简单机械也有了长足的发展,例如用水轮提水,或通过简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时(公元37年)曾创造水排(水力鼓风机),利用水力,通过传动机械,使皮制鼓风囊连续开合,将空气送入冶金炉,较西欧约早了一千一百年。 铜壶滴漏,真州船闸北宋(960-1126)时期,在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比,约早三百多年。 潘季顺 明朝的水利家潘季顺(1521-1595)提出了“筑堤防溢,建坝减水,以堤束水,以水攻沙”和“借清刷黄”的治黄原则,并著有两河管见、两河经略和河防一揽。 流 量 清朝雍正年间,何梦瑶在算迪一书中提出流量等于过水断面面积乘以断面平均流速的计算方法。,流体力学在中国,钱学森 钱学森(1911)浙江省杭州市人, 他在火箭、导弹、航天器的总体、动力、制导、气动力、结构、材料、计算机、质量控制和科技管理等领域的丰富知识,为中国火箭导弹和航天事业的创建与发展作出了杰出的贡献。1957年获中国科学院自然科学一等奖,1979年获美国加州理工学院杰出校友奖,1985年获国家科技进步
4、奖特等奖。1989年获小罗克维尔奖章和世界级科学与工程名人称号,1991年被国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英模奖章。,流体力学在中国,周培源( 19021993)。1902年8月28日出生,江苏宜兴人。理论学家、流体力学家主要从事物理学的基础理论中难度最大的两个方面即爱因斯坦广义相对论引力论和流体力学中的湍流理论的研究与教学并取得出色成果。,吴仲华(Wu Zhonghua)在1952年发表的在轴流式、 径流式和混流式亚声速和超声速叶轮机械中的三元流普遍理论和在1975年发表的使用非正交曲线坐标的叶轮机械三元流动的基本方程及其解法两篇论文中所建立的叶轮机械三元流理论,至今仍是国内外许多优良叶轮机械设计计算的主要依据。,郑白 郑国主持兴修的大型灌溉渠 它西引泾水东注洛水,长达 300 余里,中国和世界最古老的人工运河之一。在中国广西壮族自治区东北部兴安县境内,又称湘桂运河或兴安陡河。开凿于西元前214年(秦)。横亘湘、桂边境的南岭山 势散乱,湘江、漓江上源在此相距很近。兴安城附近分水岭为一列土岭,宽300500公尺,相对高度2030公尺,两河水位相差不到6公尺。,
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