浙江大学 高等流体力学 海洋系 课程总结
浙江大学实验报告(流体力学)
本科实验报告(流体力学)姓名:学院:系:专业:学号:指导教师:2019年12 月30 日实验报告课程名称:流体力学实验类型:验证性实验项目名称:(一)流体静力学综合型实验实验日期:2019 年11月13日一、实验目的和要求1.掌握用测压管测量流体静压强的技能;2.验证不可压缩流体静力学基本方程;3.测定油的密度;4.通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析,加深流体静力学基本概念理解,提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验内容和原理1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程z + p/ρg = C 或p = p0 + ρgh式中:z——被测点相对基准面的位置高度;p——被测点的静水压强(用相对压强表示,以下同)p0——水箱中液面的表面压强;ρ——液体密度;h——被测点的液体深度。
2.油密度测量原理方法一:测定油的密度ρ0,简单的方法是利用实验装置的U型测压管8,再另备一根直尺进行直接测量。
实验时需打开通气阀4,使p0 =0。
若水的密度ρw为已知值,由等压面原理有ρ0/ρw = h1/H方法二:不另备测量尺,只利用测管2的自带标尺测量。
先用加压打气球5打气加压使U型测压管8中的水面与油水交界面齐平,有p01 =ρw gh1 = ρ0gH再打开减压放水阀11降压,使U型测压管8中的水面与油面齐平,有p02 = -ρw gh2 = ρ0gH-ρw gH联立两式则有ρ0/ρw = h1/(h1+h2)三、主要仪器设备图.1 流体静力学综合型实验装置图1. 测压管2. 带标尺测压管3. 连通管4. 通气阀5. 加压打气球6. 真空测压管7. 截止阀8. U型测压管9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀四、操作方法与实验步骤1.定性分析实验(1)测压管和连通管判定。
按测压管和连通管的定义,实验装置中管1、2、6、8都是测压管,当通气阀关闭时,管3无自由液面,是连通管。
(2)测压管高度、压强水头、位置水头和测压管水头判定。
流体力学报告
流体力学结课报告摘要:流体力学主要研究在各种力的作用下,流体本身的状态,以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。
流体力学发展简史人类同洪水斗争的历史,可以追溯到遥远的上古时期。
在中国古代的典籍中,就有相传4000多年以前大禹治水,“疏壅导滞”使滔滔洪水各归于河的记载。
先秦时期(公元256~公元251)在四川岷江中游建都江堰,从此成都平原“水旱从人,不知饥馑,时无荒年”。
隋朝自文帝始,历二世(公元584~610),修浚并贯通南北大运河,“自是天下利于转输”,“运漕商旅,往来不绝”。
又如隋大业年间(公元605~公元617),工匠李春在交河上建赵州桥,这座石拱桥的跨径37.4米,拱背上还有4个小拱,既减轻了主拱的负载,又可泄洪,迄今为止1380年依然完好。
历史上,这些伟大的工程,皆因“顺应水性”,,才能跨江河逾千年而不毁。
对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是古希腊的阿基米德,他建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论,奠定了流体静力学的基础。
此后千余年间,流体力学没有重大发展。
直到15世纪,意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题;17世纪,帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。
但流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学,却是随着经典力学建立了速度、加速度,力、流场等概念,以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形成的。
流体力学成为一门独立的科学,是在16世纪欧洲文艺复兴以后至18世纪中叶。
这个时期,作为近代自然科学基础的经典力学已相当成熟,为流体力学的建立,奠定了理论基础。
资本主义工商业的崛起,航海、造船、水利以及城市建设等新兴产业的要求,是流体力学建立和发展的推动力。
20世纪以来,随着航空技术的发展,以及大型水利工程、环境工程的需要,流体力学得到了空前的发展。
近年来,由于科学技术的飞速进步,流体力学与其他学科相互渗透,形成了一系列边缘学科,如电磁流体力学、化学流体力学、生物流体力学、高温气体力学、爆炸力学等等。
(完整版)流体力学知识点总结汇总
流体力学知识点总结 第一章 绪论1 液体和气体统称为流体,流体的基本特性是具有流动性,只要剪应力存在流动就持续进行,流体在静止时不能承受剪应力。
2 流体连续介质假设:把流体当做是由密集质点构成的,内部无空隙的连续体来研究。
3 流体力学的研究方法:理论、数值、实验。
4 作用于流体上面的力(1)表面力:通过直接接触,作用于所取流体表面的力。
作用于A 上的平均压应力作用于A 上的平均剪应力应力法向应力切向应力(2)质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力,力的大小与流体的质量成比例。
(常见的质量力:重力、惯性力、非惯性力、离心力)单位为5 流体的主要物理性质 (1) 惯性:物体保持原有运动状态的性质。
质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
常见的密度(在一个标准大气压下): 4℃时的水20℃时的空气(2) 粘性ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力周围流体作用的表面力切向应力A P p ∆∆=A T ∆∆=τAF A ∆∆=→∆lim 0δAPp A A ∆∆=→∆lim 0为A 点压应力,即A 点的压强 ATA ∆∆=→∆lim 0τ 为A 点的剪应力应力的单位是帕斯卡(pa ),1pa=1N/㎡,表面力具有传递性。
B Ff m =2m s 3/1000mkg =ρ3/2.1mkg =ρ牛顿内摩擦定律: 流体运动时,相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。
即以应力表示τ—粘性切应力,是单位面积上的内摩擦力。
由图可知—— 速度梯度,剪切应变率(剪切变形速度) 粘度μ是比例系数,称为动力黏度,单位“pa ·s ”。
动力黏度是流体黏性大小的度量,μ值越大,流体越粘,流动性越差。
运动粘度 单位:m2/s 同加速度的单位说明:1)气体的粘度不受压强影响,液体的粘度受压强影响也很小。
2)液体 T ↑ μ↓ 气体 T ↑ μ↑ 无黏性流体无粘性流体,是指无粘性即μ=0的液体。
无粘性液体实际上是不存在的,它只是一种对物性简化的力学模型。
浙江大学 高等流体力学 海洋系 课程总结
什么是湍流?
湍流有何特性?
DOSE , Zhejiang University
湍流与层流有哪些区别? 雷诺实验发现了什么?
2
欧拉法和拉格朗日法有何区别? 欧拉法和拉格朗日法中速度与加速度分别如何表示?
DOSE , Zhejiang University
3
如何证明雷诺输运定理?它的物理含义是什么? 不可压缩流体的连续性方程(梯度方程)
DOSE , Zhejiang University
5
雷诺方程与脉动方程的推导 雷诺应力的计算 涡量输运方程、平均方程、脉动方程各项的含义
DOSE , Zhejiang University
6
不可压缩均匀各项同性湍流的能量传递与耗散 特征尺度:惯性区、惯性子区、耗散区
DOSE , Zhejiang University
lc
lc
7
圆管中的湍流的主要运动特征有哪些? Prandtl混合长度的物理含义是什么?如何在该假设 下,推导雷诺应力及湍流粘性系数的表达式?
DOSE , Zhejiang University
8
如何应用湍流粘性理论,解释无限深海风漂流产生的 原因?
DOSE , Zhejiang U量的形式、特点
张量求和运算的Einstein标记法 N-S方程的物理含义是什么?不同性质流体的N-S方 程如何推导?
DOSE , Zhejiang University
4
N-S方程的物理含义是什么?它描述的是何种流体? 如何推导? 涡度的定义及涡度输运方程各项的含义
涡度的定义及涡度输运方程各项的含义雷诺方程与脉动方程的推导雷诺应力的计算涡量输运方程平均方程脉动方程各项的含义不可压缩均匀各项同性湍流的能量传递与耗散特征尺度
流体力学知识点经典总结6页word
流体力学绪论一、流体力学的研究对象流体力学是以流体(包括液体和气体)为对象,研究其平衡和运动基本规律的科学。
主要研究流体在平衡和运动时的压力分布、速度分布、与固体之间的相互作用以及流动过程中的能量损失等。
二、国际单位与工程单位的换算关系第一章流体及其物理性质(主要是概念题,也有计算题的出现)一、流体的概念流体是在任意微小的剪切力作用下能发生连续的剪切变形的物质,流动性是流体的主要特征,流体可分为液体和气体二、连续介质假说流体是由空间上连续分布的流体质点构成的,质点是组成宏观流体的最小基元三、连续介质假说的意义四、常温常压下几种流体的密度水-----998 水银-----13550 空气-----1.205 单位3/ kg m五、压缩性和膨胀性流体根据压缩性可分为可压缩流体和不可压缩流体,不可压缩流体的密度为常数,当气体的速度小于70m/s、且压力和温度变化不大时,也可近似地将气体当做不可压缩流体处理。
六、流体的粘性流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性,而内摩擦力则是粘性的动力表现,粘性的大小用粘度来度量,粘度又分为动力粘度μ和运动粘度ν,它们的关系是μνρ=七、牛顿内摩擦定律八、温度对流体粘性的影响温度升高时,液体的粘性降低,气体的粘性增加。
这是因为液体的粘性主要是液体分子之间的内聚力引起的,温度升高时,内聚力减弱,故粘性降低;而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动,温度越高,热运动越强烈,所以粘性就越大流体静力学一、流体上力的分类作用于流体上的力按作用方式可分为表面力和质量力两类。
清楚哪些力是表面力,哪些力是质量力二、流体静压力及其特性(重点掌握)当流体处于静止或相对静止时,流体单位面积的表面力称为流体静压强。
特性一:静止流体的应力只有法向分量(流体质点之间没有相对运动不存在切应力),且沿内法线方向。
特性二在静止流体中任意一点静压强的大小与作用的方位无关,其值均相等。
三、压力差公式()dp Xdx Ydy Zdz ρ=++ 知道平衡方程的推导方法四、等压面及其特性在平衡流体中,压力相等的各点所组成的面称为等压面。
流体力学课程设计后记
流体力学课程设计后记一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握流体力学的基本概念、原理和应用。
通过本章节的学习,学生应能理解流体、流体力学的基本原理,以及流体流动和压强等基本概念。
在技能目标上,学生应能运用流体力学的知识分析和解决实际问题。
在情感态度价值观目标上,学生应能认识流体力学在生活和科学中的重要性,培养对流体力学的兴趣和好奇心。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括流体的基本概念、流体力学的基本原理、流体流动和压强等。
具体包括以下几个方面:1.流体的定义和性质:流体的概念、流体的分类、流体的性质。
2.流体力学的基本原理:流体力学的守恒定律、流体的连续性方程、流体的动量方程。
3.流体流动:流体的流动类型、流速和流量、流体流动的模拟实验。
4.压强:压强的概念、压强的计算、压强的测量。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本章节将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握流体力学的基本概念和原理。
2.讨论法:引导学生分组讨论实际问题,培养学生的思考和合作能力。
3.案例分析法:分析流体力学在生活和科学中的实例,提高学生对流体力学的认识。
4.实验法:学生进行流体流动和压强的实验,增强学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用符合课程要求的流体力学教材,为学生提供系统性的学习资料。
2.参考书:提供相关的流体力学参考书籍,帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料:制作流体力学的PPT、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备流体力学实验所需的设备,如流体流动模拟实验装置、压强计等,让学生亲身体验流体力学的魅力。
五、教学评估本章节的流体力学教学评估将采用多元化的方式,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括但不限于以下几个方面:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,记录学生的表现,反映学生的学习态度和理解程度。
流体力学社会实践报告
一、前言流体力学是一门研究流体运动规律的学科,广泛应用于航空航天、船舶、海洋、气象、石油、化工等领域。
为了深入了解流体力学在实际工程中的应用,提高自己的实践能力,我参加了流体力学的社会实践活动。
以下是我对此次实践活动的总结和体会。
二、实践内容1. 实践单位本次实践的单位为我国某知名船舶设计研究院,主要从事船舶设计、研发、咨询等业务。
2. 实践时间2019年7月1日至2019年7月30日,共计30天。
3. 实践内容(1)船舶流体力学基础知识学习在实践初期,我认真学习了船舶流体力学的基本理论,包括流体力学的基本概念、流体运动的基本方程、船舶阻力、船舶推进等。
通过学习,我对船舶流体力学有了初步的认识。
(2)船舶阻力实验在实践过程中,我参与了船舶阻力实验,了解了实验原理、实验步骤、实验数据采集与分析。
实验过程中,我学会了如何使用实验设备,如何对实验数据进行处理和分析,提高了自己的实践能力。
(3)船舶阻力计算在实践过程中,我学习了船舶阻力计算的方法,包括经验公式法、数值模拟法等。
通过计算,我对船舶阻力有了更深入的了解。
(4)船舶推进系统设计在实践过程中,我参与了船舶推进系统设计,了解了船舶推进系统的基本原理、设计方法和注意事项。
通过设计,我掌握了船舶推进系统设计的步骤和技巧。
(5)船舶流体力学软件应用在实践过程中,我学习了船舶流体力学软件的应用,如ANSYS CFX、OpenFOAM等。
通过软件应用,我提高了自己的计算机辅助设计能力。
三、实践体会1. 理论联系实际通过此次实践,我深刻体会到理论联系实际的重要性。
在船舶设计过程中,不仅要掌握流体力学的基本理论,还要将理论知识应用于实际工程中,解决实际问题。
2. 团队合作精神在实践过程中,我学会了与团队成员协作,共同完成实验和设计任务。
这使我认识到团队合作精神在工程实践中的重要性。
3. 实践能力的提升通过此次实践,我的实践能力得到了很大提升。
在实验过程中,我学会了如何使用实验设备,如何对实验数据进行处理和分析;在设计过程中,我掌握了船舶推进系统设计的步骤和技巧。
流体力学全部总结
O Pz
A
A
O Pz B
B
(a)实压力体
(b)虚压力体
第三章 流体动力学基础(fluid dynamics)
第一节 流体运动的描述方法
一、拉格朗日法----质点系法 • 定义: 研究一系列个别的流体质点运动规律,从而得出整个 运动状况的研究方法。 二、欧拉法——运动参数空间场研究法 定义:充满流体的流动空间——流场作为观察对象,观察 不同时刻流场中或某固定空间点流体运动要素的变化。 三、流体质点的加速度 (1)时变加速度:表示在通过某固定空间点处,流体质 点的流速随时间的变化率。 (2)位变加速度:表示在同一时刻,流体质点的流速随 空间点位置变化所引起的加速度。
1、 作用力的大小
微小面积dA的作用力:
x
D
N y
dP pdA hdA y sin dA
受压面A对ox轴的静矩:
A
ydA yc A
则有
结论:潜没于液体中的 任意形状平面的静水总 压力P,大小等于受压面 面积A与其形心点的静压 强pc之积。
P dP sin yc A hc A pc A
• 由牛顿第二定律推导得到理想流体运动微分方程式:
du x 1 p X x dt 1 p du y Y y dt
Z
1 p du z z dt
上式即理想流体运动微分方程式,又称欧拉运动微分方程 式,是控制理想流体运动的基本方程式 。
二、理想流体运动微分的伯诺里积分
2、总压力作用点(压心)
设总压力P的作用点为D点 合力矩定理(总压力对ox轴求矩):
P yD
y dP sin y 2 dA
A
流体力学心得体会
流体力学心得体会对于我来说,流体力学是一门令人着迷的学科。
我在大学期间学习了这门课程,并通过实验和研究项目的参与深入了解了流体力学的理论和应用。
在这个过程中,我有了许多关于流体的奇妙和复杂性的心得体会。
首先,流体力学教会了我关于流体行为的基本知识。
流体力学研究液体和气体在静力学和动力学方面的行为。
通过学习这门学科,我了解了压力、密度和流速等概念,以及它们之间的相互关系。
我还学习了流场的描述和流线的运动规律。
这些基本知识帮助我深入理解流体在各种实际问题中的运动和行为。
其次,流体力学的应用广泛而丰富。
流体力学的原理被应用于各种工程领域,如航空航天、汽车工程、水力工程等。
通过学习流体力学,我明白了流体在这些领域中的重要性和作用。
例如,在航空航天中,空气动力学和气动力学是重要的分支学科,涉及飞机和导弹等物体在空气中的运动。
在实验室和研究项目中,我有机会运用流体力学的知识来解决实际问题。
我参与了一个关于水泵性能的研究项目。
我们使用流体力学理论和实验技术来测试和评估水泵的性能。
我学会了如何测量流速、压力和效率等参数,并分析它们之间的关系。
这个项目让我深入了解了流体力学的应用和实践。
通过学习流体力学,我也意识到了流体行为的多样性和复杂性。
流体力学涉及到各种流动形式,如层流、湍流和空化等。
每种流动形式都有自己独特的特性和规律。
例如,湍流是一种高速流动状态,混合和扩散更快,但也会造成能量损失。
理解和控制流体行为对于解决实际问题至关重要。
最后,流体力学教会了我如何应用数学方法来描述和分析流体行为。
流体力学是一门涉及大量数学计算和方程求解的学科。
通过学习流体力学,我学会了使用微积分和偏微分方程等数学工具来建立和求解流体力学方程。
这些数学方法不仅提供了解决实际问题的理论基础,还可以应用于模拟和预测流体行为。
总的来说,流体力学是一门令人着迷的学科,它不仅提供了关于流体行为的基本知识,还广泛应用于各个工程领域。
通过学习流体力学并参与实验和研究项目,我深入了解了流体行为的奇妙和复杂性。
流体力学总结
1, 迹线------某一流体质点在空间运动时, 不同时刻流经的点组成的连线。
2, 切应力-------由于液体质点的相对运动, 产生一种内摩擦力抵抗这种运动, 而此力与作用面平行, 称切应力。
3, 理想流体------把流体看作绝对不可压缩、不能膨胀、无粘滞性、无表面张力的连续介质, 称为理想流体。
4, 流线------某一瞬时在流场中绘出的一条曲线, 该曲线上的所有各点的速度向量都与曲线相切。
5, 流函数------二维流动中, 由连续性方程导出、其值沿流线保持不变的标量函数。
6, 势函数------某函数对相应坐标的偏导数, 等于单位质量力在相应坐标轴上的投影, 该函数称为势函数。
7, 连续介质------认为真实流体所占有的空间可以近似的看做由“流体质点”连续地、无空隙地充满着的, 称为连续介质。
8, 粘性流体------实际流体都是粘性流体。
粘性指流体质点间由于相对运动而产生的阻碍相对运动的性质。
有势流------液体流动时每个液体质点都存在速度势函数的流动称为势流, 不存在绕自身轴的旋转运动。
, 10, 涡旋强度------指微小涡束的涡旋通量( )。
: 横断面积; : 旋转角速度。
11, 流管------指流面中所包含的流体。
流面: 在流场中作一空间曲线(非流线), 过曲线上各点作流线所形成的面。
, 12, 激波------在气体、液体和固体介质中, 应力、密度和温度等物理量在波阵面上发生突跃变化的压缩波。
二, 问答1, 速度势函数具有什么性质?答: 速度势函数具有下列性质:(1)速度势函数可允许相差一任意常数, 而不影响流体的运动;(2)φ(x, y )=常数时是等势线, 它的法线方向和速度矢量的方向重合;(3)沿曲线M 0M 的速度环量等于M 点上φ值和M 0点上φ值之差;⎰-=+=ΓM M M M vdy udx 0)()(0ϕϕ(4)若考虑的是单连通区域, 则由于封闭回线的速度环量因此速度势函数将是单值函数;若考虑的是双连通区域, 则速度环量Γ可以不等于零, 因此φ可以是多值函数, 它们的关系是 其中, k1是封闭回线的圈数。
流体力学总结
G mg
G m g V V
g
g——当地的重力加速度 注意:流体的密度与它所处的位臵无关,而流体的重 度却随它所处位臵的变化而变化。
10
§1.1 流体的密度和重度
四、混合气体的重度计算 方法1: 1a1 2a2 n an 方法2:
13
§1.2 流体的压缩性和膨胀性
三、流体的膨胀性(dilatability) 流体受温度的影响而使体积发生变化的性质。 温度膨胀系数T ——流体在压力不变的情况下,温度升高一个单位时 所发生的体积的相对变化量。
1 V T T V
液体的膨胀性一般不予考虑。
14
§1.3 气体的重要性质
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§1.3 气体的重要性质
1、等温过程(isothermal process) 一定质量的气体,其状态变化是在温度不变的条件下 进行的。 2、等压过程(isotonic process) 一定质量的气体,其状态变化是在压力不变的条件下 进行的。 3、等容过程(isochors process) 一定质量的气体,其状态变化是在容积不变的条件下 进行的。
§1.1 流体的密度和重度
二、重度(gravity density) 单位体积的流体所具有的重量,表示符号。 单位:N/m3 重度反映流体的万有引力特性。 均匀流体:
G V
非均匀流体:
G dG lim V 0 V dV
dG——所取微元体的重量;dV——微元体的体积
9
§1.1 流体的密度和重度
20
§1.3 气体的重要性质
影响饱和绝对湿度的因素: 温度↑, s↑; 压力↑,s↓ 。 未饱和湿空气保持水蒸气压力不变而降低温度,达到 饱和状态时的温度称为露点。 注意:绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸气的 多少,而不能说明湿空气吸收水蒸气能力的大小。
《高等流体力学》札记
《高等流体力学》读书随笔1. 流体力学简介流体力学是研究流体(气体和液体)的运动规律及其相互作用的一门学科。
它起源于18世纪末,随着科学技术的发展,流体力学在工程、科学和医学等领域的应用越来越广泛。
流体力学的基本原理包括连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程和质量守恒方程等。
这些方程描述了流体的运动状态如何随时间和空间的变化而变化。
在流体力学中,有两个重要的概念:流体的速度和密度。
速度是流体运动的快慢,通常用流速来表示;密度是单位体积内的质量,通常用密度来表示。
流体的速度和密度之间存在密切的关系,它们共同决定了流体的动力特性,如压强、压力等。
流体力学的一个重要应用领域是工程,许多实际工程问题都涉及到流体的运动,如水力发电、空气动力学、船舶设计等。
流体力学还在气象学、生物学、化学等领域发挥着重要作用。
通过研究大气中的气流分布,可以预测天气变化;通过研究生物体内的血液循环系统,可以了解生物体内物质的运输过程。
流体力学作为一门基础学科,对于理解自然界中的各种现象具有重要意义。
随着科学技术的不断发展,流体力学在各个领域的应用将更加广泛,为人类社会的发展做出更大的贡献。
2. 流体的基本性质在我研读《高等流体力学》第二章“流体的基本性质”为我提供了对流体力学基础知识的深入理解。
这一章的内容涵盖了流体的定义、分类以及基本性质,为后续复杂流体力学现象的分析和研究奠定了坚实的基础。
顾名思义,是指在没有外力作用时能够自由变形的物质。
与固体不同,流体分子的位置和速度都在不断变化,这使得流体具有独特的物理特性。
流体可以分为液体和气体两种类型,液体是由分子间吸引力较强的分子组成,而气体分子间的距离相对较大,相互作用较弱。
尽管两者在形态和性质上有所不同,但它们都遵循流体力学的基本规律。
流体的基本性质主要包括惯性、粘性、压缩性和膨胀性等。
这些性质在流体运动中起着至关重要的作用,并决定了流体运动的方式和规律。
惯性:流体具有保持其运动状态不变的特性,即惯性。
论述《高等流体力学专题》课程教学实践
论述《高等流体力学专题》课程教学实践研究生《高等流体力学专题》是建立在本科《流体力学》课程的基础上,是为了进一步拓宽课程领域和实际应用所开设,一直作为浙江大学农业工程一级学科下相关二级学科的硕士和博士课程的必修课或选修课之一。
自2002年以来,浙江大学整合了农业工程一级学科下的四个相关本科专业,成立生物系统工程专业。
随之,原来作为专业基础课程的《流体力学》已不作为一门单独的课程,而是与《传热传质学》一起融合成为新课程《生物系统传输过程》,《流体力学》相关的课程教学时数下降,学生对《流体力学》学习的深度和广度随之降低;同时,生物系统工程专业的内涵和外延的拓展使得不同的学科和专业背景的学生陆续进入该领域学习,而他们对《流体力学》的学习和掌握程度参差不齐,这给研究生阶段该课程的教学带来了一定的挑战。
实际上,对国内其它院校的相关专业,也面临学科调整和交叉带来的部分课程学时数压缩,研究生生源教育背景差异大的问题。
因此,为提高课程的教学效果,根据《高等流体力学专题》课程的培养要求,对课程的教学内容和方法进行探索和调整。
1 教学内容和方式的调整和思考(1)根据选课学生的不同课程基础安排教学内容和方法在授课之初,首先对选课的学生在本科阶段对《流体力学》及相关课程学习和掌握情况进行充分的了解,以便安排今后的学习内容和重点。
如果学生以前未接触过类似课程,基础理论部分讲授的比例要相应增加,需要将一些基本理论和方法系统地传授给他们。
由于流体力学学习中涉及大量的公式,在着重工程实际应用方面,除了比较典型的公式推导过程需要学生掌握外,大多数只要把公式产生的背景和应用特点、范围等介绍给他们就可以了,有兴趣的可鼓励他们自学。
课堂讨论比较有益于开阔他们的思路,,在课堂上可结合实例分析,通过启发、提出问题等途径,使得学生在对问题的讨论中进行思考,从而提高解决问题的能力。
(2)加强实验和实践教学环节,尤其要重视实验教学中的探索和综合分析能力。
流体力学实习报告自我总结
流体力学实习报告自我总结在过去的一段时间里,我参加了流体力学实习课程。
通过这次实习,我对流体力学这门学科有了更深入的了解和掌握。
在实习过程中,我积极参与各项实验和任务,不仅提高了自己的实践能力,还加深了对流体力学理论的理解。
现在,我将对实习过程进行自我总结,以期对今后的学习和研究有所启发。
首先,实习过程中的理论学习让我对流体力学的基本概念和原理有了更加清晰的认识。
在实习之前,我对流体力学的理解仅限于课堂上的理论知识。
通过实习,我深入学习了流体力学的各个方面,包括流体的性质、流动的类型以及流体动力学的方程等。
这些理论知识的学习不仅使我对流体力学有了更加全面的认识,而且为后续的实验操作打下了坚实的基础。
其次,实习过程中的实验操作提高了我的实践能力和解决问题的能力。
在实习期间,我参与了多个实验项目,如流体粘度实验、雷诺数实验和纳维-斯托克斯方程实验等。
这些实验不仅巩固了我对流体力学理论的理解,还让我学会了如何运用实验方法来验证理论结果。
在实验过程中,我学会了使用流体力学实验仪器和软件,掌握了实验数据的采集、处理和分析方法。
这些实践经验对我今后从事流体力学研究和应用工作具有重要意义。
此外,实习过程中的团队协作和沟通交流能力也得到了锻炼。
在实习过程中,我与其他同学一起完成实验任务,共同解决遇到的问题。
通过团队合作,我学会了倾听和尊重他人的意见,提高了自己的沟通能力和协作精神。
在与老师和同学的交流中,我不断吸取他人的经验和教训,拓宽了自己的视野,丰富了自己的知识体系。
最后,实习让我认识到了流体力学在工程实际中的应用价值。
在实习过程中,我们通过实例分析和案例研究,了解了流体力学在航空航天、车辆工程、环境保护等领域的应用。
这使我更加坚定了学习流体力学的信心和决心,激发了我继续深入研究的兴趣。
总之,通过这次流体力学实习,我在理论知识和实践能力上都取得了很大的进步。
实习过程中的学习和体验将成为我今后学习和研究的重要财富。
流体力学理论知识体系小结
流体力学理论知识体系小结流体力学则有所不同,流体的流动本身是一种连续不断的变形过程,经典的流体力学理论以连续介质假设为基础,将整个流体看作连续介质,同时将其运动看作连续运动。
但是由于流体是复杂的,实际上至今还没有完全掌握其全貌,因此流体力学在建立了基本控制方程后,就开始转而从一些特殊的流动出发,采用根据流动特点进行简化的方式,先建立物理模型,再得到数学模型,进而得到我们在书中经常看到的很多“理论”,比如不可压无旋流、旋涡动力学、水波动力学、气体动力学等等,甚至理论中还包括理论,比如不可压无旋流中还有自由流线理论,等等。
形成一个类似于俄罗斯套娃的学科结构,这种结构容易给人一种支离破碎的印象。
特别是在各个理论之间联系比较薄弱的时候,更容易给人这种印象。
似乎一门课中又包含了很多门“小课”,每门“小课”使用的数学工具也完全不同,甚至很多同行还进一步把自己分成是学气的(比如空气动力学),或者是学水的(比如学船舶的)等等。
本文通过对流体力学知识体系进行小结,从宏观层面解读流体力学子系统环环相扣的关系,供读者学习时参考。
一、流体力学基础先介绍说在学习流体力学之前要具备哪些基础知识,用学校里的行话叫先学哪些先修课。
首先当然是要学习一些数学知识。
这里只谈在本科阶段学习流体力学这门课的先修课,成为业内翘楚是另一个话题,需要学的东西更多一些。
流体力学这门课主要是在连续介质假设下展开的,也就是要把流体看作连续介质,把流体运动看作连续运动。
在宏观运动范围内,除了在激波处速度、密度、压强等参数有突变,其它情况下,流体运动确实是连续的,流体质点分布也是连续无间断的。
这个连续是数学意义上的连续,做这个假设的好处其实就是便于使用微积分工具研究流体的动力学问题。
于是自然而然地,微积分就是第一样需要学好的知识。
在微积分里,除了要掌握连续、极限等基本概念外,比较常用的内容有多元函数的微积分(全微分、链式法则)、高斯定理、上下限含参数积分的微分等内容。
流体力学总结
流体⼒学总结流体⼒学总结第⼀章流体及其物理性质1. 流体:流体是⼀种受任何微⼩剪切⼒作⽤都能连续变形的物质,只要这种⼒继续作⽤,流体就将继续变形,直到外⼒停⽌作⽤为⽌。
流体⼀般不能承受拉⼒,在静⽌状态下也不能承受切向⼒,在任何微⼩切向⼒的作⽤下,流体就会变形,产⽣流动 2. 流体特性:易流动(易变形)性、可压缩性、粘性 3. 流体质点:宏观⽆穷⼩、微观⽆穷⼤的微量流体。
4. 流体连续性假设:流体可视为由⽆数连续分布的流体质点组成的连续介质。
稀薄空⽓和激波情况下不适合。
5. 密度0limV m m V V δδρδ→== 重度0lim V G Gg V Vδδγρδ→=== ⽐体积1v ρ=6. 相对密度:是指某流体的密度与标准⼤⽓压下4C 时纯⽔的密度(1000)之⽐w wS ρρρ=为4C 时纯⽔的密度 13.6Hg S = 7. 混合⽓体密度1ni ii ρρα==∑8. 体积压缩系数:温度不变,单位压强增量引起的流体体积变化率。
体积压缩系数的倒数为体积模量1P PK β=1p V p V δβδ=-110 1.4p p T Q ppβγβγ→====9. 温度膨胀系数:压强不变,单位温升引起的流体体积变化率。
1T V T V δβδ=1T p Tβ→=10. 不可压缩流体:流体受压体积不减少,受热体积不膨胀,密度保持为常数,液体视为不可压缩流体。
⽓体流速不⾼,压强变化⼩视为不可压缩流体 11. ⽜顿内摩擦定律: du dy τµ= 黏度du dyτµ= 流体静⽌粘性⽆法表⽰出来,压强对黏度影响较⼩,温度升⾼,液体黏度降低,⽓体黏度增加 µυρ= 。
满⾜⽜顿内摩擦定律的流体为⽜顿流体。
12. 理想流体:黏度为0,即0µ=。
完全⽓体:热⼒学中的理想⽓体第⼆章流体静⼒学1. 表⾯⼒:流体压强p 为法向表⾯应⼒,内摩擦τ是切向表⾯应⼒(静⽌时为0)。
2. 质量⼒(体积⼒):某种⼒场对流体的作⽤⼒,不需要接触。
流体动力学总结
环境流体力学是流体力学的一个分支。
环境主要指水环境与大气环境。
主要任务是研究污染物质在水体或大气中的扩散或输移规律,如废水排放或废气排放。
环境流体力学又称污染流体力学。
主要目标是污染物排入水体或大气后,由于扩散或输移所造成的污染物浓度随空间和时间的变化规律。
主要方法是研究示踪物质(tracer)在水体或大气中的扩散或输移,不考虑由化学或生物等因素所产生的转化或降解作用。
示踪物质指在流体中扩散和输移时不发生化学反应或生化反应的物质,其存在不影响流场特性的改变。
河口污染问题➢入海河口地区人口稠密、工农业生产比较发达,排放污染物也较集中。
并且容易发生海水倒灌、河水漫滩。
➢入海河口是河流与海洋的过渡段,是河流与海洋两种动力相互作用相互消长的区域。
复杂的动力因素使河口的污染物迁移扩散较为复杂,具有明显的独特性。
湖泊富营养化问题突出➢湖泊与河流水文条件不同,湖水流动缓慢、蒸发量大、有相对稳定的水体。
➢湖泊污染来源广、途径多、种类多➢湖水稀释和输运污染物能力弱➢湖泊对污染物的生物降解、积累和转化能力强。
有些生物对污染物进行分解,从而有利于湖水净化。
而有些生物把毒性不强的无机物转化成毒性很强的有机物,并在食物链中传递浓缩,使污染危害加重。
热污染问题➢热污染是一种能量污染。
热电厂、核电站及冶炼等使用的冷却水是产生热污染的主要来源。
➢水温升高,会降低水中的溶解氧的含量,并且加速有机污染物的分解,增大耗氧作用,并使水体中某些毒物的毒性提高。
水温升高还破坏生态平衡的温度环境条件。
污染趋势➢由支流向主干延伸➢由城市向农村蔓延➢由地表水向地下水渗透➢由陆域向海域发展水体污染的定义进入水体的污染物的数量或浓度超过了水体的自净能力,使水和水体的物理、化学性质或生物群落组成发生改变,正常的生态系统和生态功能遭到破坏,从而降低了水体原有的使用价值,造成环境质量、资源质量和人群健康等方面的损失和威胁。
水体污染的机理•(1)物理作用:水体中的污染物在水力和自身力量的作用下扩大在水中所占的空间,随着分布范围扩大,污染物在水中的浓度降低。
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