流体力学流体包含气体和液体可以发生形变和大小
流体力学知识点范文
流体力学知识点范文流体力学是研究流体静力学和流体动力学的一个学科，涉及到流体的运动、力学性质以及相关实验和数值模拟方法。
流体力学的应用广泛，包括气象学、海洋学、土木工程、航空航天工程等领域。
以下是流体力学的一些重要知识点。
1.流体的性质流体是一种能够自由流动的物质，包括气体和液体。
与固体不同，流体具有可塑性、可挤压性和物质变形后恢复自然形状的性质。
流体的密度、压力、体积、温度和粘度是流体性质的基本参数。
2.流体的运动描述流体的运动包括膨胀、收缩、旋转和流动等。
为了描述流体的运动，需要引入一些描述流体运动的物理量，如速度、流速、加速度和流量。
流体的速度矢量表示流体粒子的运动方向和速度大小。
3.流体静力学流体静力学研究的是在静压力的作用下，流体内各点之间的静力平衡关系。
流体的静力压力与深度成正比，由于流体的可塑性，静压力会均匀传输到容器中的各个部分。
流体静力学应用于液压系统、液态储存设备和液压机械等领域。
4.流体动力学流体动力学研究的是流体在外力作用下的运动行为。
流体动力学分为流体动力学和流体动量守恒两个方面。
流体动力学研究的是流体的速度和加速度，以及流体流动的力学性质。
流体动量守恒研究的是流体在内外力作用下动量的转移和守恒。
流体动力学应用于气象学、水力学、航空航天工程等领域。
5.流体的流动方程流体力学的基本方程是质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程描述了流体的质量守恒原理，即质量在流体中是守恒的。
动量守恒方程描述了流体的动量守恒原理，即外力对流体的动量变化率等于流体的加速度乘以单位质量的流体体积。
能量守恒方程描述了流体的能量守恒原理，即流体在流动过程中能量的转化和传输。
6.流体力学问题的数值模拟由于流体力学问题具有复杂性和非线性性，很多问题难以通过解析方法得到解析解。
因此，数值模拟成为解决流体力学问题的一种重要方法。
数值模拟方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。
这些方法通过将流体力学问题离散化为一组代数方程来进行数值求解。
流体力学与空气动力学
流体力学与空气动力学流体力学与空气动力学是研究流体运动规律和空气在运动中所受力学影响的学科。
流体力学是力学的一个重要分支，研究流体的运动规律和性质，包括液体和气体。
而空气动力学则是流体力学的一个特殊领域，专门研究空气在运动中所受的力学影响，尤其是在飞行器设计和空气动力学性能方面的应用。
本文将从流体力学和空气动力学的基本概念、应用领域以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、流体力学基本概念流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。
流体静力学研究静止流体中的压力分布和力的平衡条件，而流体动力学则研究流体在运动中的力学性质。
流体包括液体和气体，其特点是没有固定的形状，能够流动并填充容器。
流体力学的基本方程是连续性方程、动量方程和能量方程，通过这些方程可以描述流体的运动规律和性质。
在流体力学中，流体的运动可以分为层流和湍流两种状态。
层流是指流体沿着流线有序地流动，流速分布均匀，流线间没有明显的交错和混合现象；而湍流则是指流体运动呈现混乱、不规则的状态，流速分布不均匀，流线间有交错和混合现象。
湍流状态下流体的阻力较大，能量损失也较多，因此在工程实践中需要尽量减少湍流的发生，以提高系统的效率和性能。
二、空气动力学基本概念空气动力学是研究空气在运动中所受的力学影响的学科，是流体力学的一个重要分支。
空气动力学主要应用于飞行器设计、空气动力学性能分析、空气动力学实验等领域。
在空气动力学中，流体的密度、速度、压力等参数对飞行器的飞行性能有着重要影响，因此需要通过数值模拟、实验测试等手段来研究和分析空气动力学性能。
空气动力学的基本方程包括连续性方程、动量方程和能量方程，通过这些方程可以描述空气在运动中所受的力学影响。
在飞行器设计中，空气动力学性能是一个重要的考虑因素，包括升力、阻力、侧向力等参数的计算和优化，以确保飞行器具有良好的飞行性能和稳定性。
三、流体力学与空气动力学的应用领域流体力学与空气动力学在工程领域有着广泛的应用，涉及航空航天、汽车工程、船舶工程、建筑工程等多个领域。
第九章流体力学流体包含气体和液体,可以发生形变和大小的改.
抽象到流线情况： 在惯性系中，当理想流体在 重力作用下作定常运动时，一 定流线上（或细流管内）各点 的量ρv（平方）/ 2 + ρgh + p 为一恒量。
第一节
粘性流体的运动
不考虑流体的粘性，在不少情况下 ，可对现象做出令人满意的解释。然 而，对另外一些情况，流体的粘性起 重要作用，甚至某些现象从本质上是 由于粘性引起的。这时，就不得不考 虑流体的粘性。
第一节
固体在流体中的阻力
固体在流体中与流体相对运动，受到 流体的浮力、压力和阻力。其中阻力包 括因摩擦引起的粘性阻力、由压力差引 起的压差阻力和激起波浪的兴波阻力。
一．粘性阻力 物体在流体中相对流体运动，物体表面有 “附面层”。该层靠近物体的微团相对于物 体静止，靠该层外侧的流体微团则有流体的 速度。因此附面层内存在速度梯度和粘性力 ，表现为对物体的阻力。比较小的物体在粘 性较大的流体中缓慢运动的情况下，该阻力 是主要因素，叫粘性阻力。著名的斯托克斯 公式描述球形物体受到的粘性阻力： f = 6πηvr r 为球体半径，v 为球体运动速度，η为粘 度系数。
五．不可压缩粘性流体定常流动的功能关系 理想流体做定常流动时，量ρv（平方）/ 2 + ρgh + p 沿流线守恒，对于不可压 缩流体的定常流动，则应计入粘性力做负功 造成的能量损失，用 ω12 表示单位体积流体 微团沿流管自点1 运动到点2 的能量损失，则 应将伯努利方程改正如下： ρv1（平方）/ 2 +ρgh1 + p1 =ρv2（平方）/ 2 +ρgh2 + p2 +ω12 此即不可压缩粘性流体作定常流动的功能关 系式。
三．流管 在流体内部画微小的封闭曲线， 通过封闭曲线上各点的流线所围 成的细管叫做流管，如图所示。 由于流线不会相交，因此流管内 外的流体都不会具有穿过流管壁 面的速度，换句话说，流管内的 流体不能穿越管外，管外的流体 也不能穿越管内。
流体力学
第十一讲流体力学我们通常所说的流体包括了气体和液体。
流体具有形状和大小可以改变的特征，这一点和弹性体是类似的，然而，流体仅仅具备何种压缩弹性，例如，用力推动活塞可以压缩密闭气缸中的气体，在撤消外力后，气体将恢复原状，将活塞推出；但流体不具备抵抗形状改变的弹性，在力的作用下，流体因流动而发生形状的改变，，撤消外力后，流体并不恢复原来的形状，流体的这种性质称为流动性。
流体力学的任务在于研究流体流动的规律以及它与固体之间的相互作用。
一、理想流体无论是气体还是流体都是可以压缩的，只不过在通常的情况下，气体较容易被压缩，而液体难以被压缩。
但是，在一定的条件下，我们常常把流动着的流体看着是不可压缩的，这一点对于液体是比较好理解的，因为在对液体加压时，其何种的改变是极其微小的，是可以忽略的；我们之所以把流动着的气体也看作是不可压缩的，是因为气体的密度小，即使压力差不大，也能够迅速驱使密度较大处的气体流向密度较小的地方，使密度趋于均匀，这样使得流动的气体中各处的密度密度不随时间发生明显的变化，这样，气体的可压缩性便可以不必考虑。
不过，当气流的速度接近或超过声速时，因气体的运动造成的各处的密度不均匀的差别不及消失，这时气体的可压缩性会变得非常的明显，不能再看作是不可压缩的。
总之，在一定的问题中，若可不考虑气体的可压缩性，便可将它抽象为不可压缩的理想模型，反之，则需看作是可压缩的液体。
液体都的或多或少的粘性，在静止液体中，粘性无法表现，在流体流动时，，将明显地表现出粘性。
所谓粘性，就是当流体流动时，层与层之间有阻碍相对运动的内摩擦力，如河流中心的水流速度较快，由于粘性，靠近河岸的水几乎不动。
在研究流体时，若流体的流动性是主要的，粘性居于次要地位时，可认为流体完全没有粘性，这样的理想模型叫做非粘性流体，若粘性起着重要的作用，则需将流体看作粘性流体。
如果在流体的运动过程中，流体的可压缩性和粘性都处于极为次要的地位，就可以把流体看作是理想流体。
流体力学中的液体和气体的特性比较
流体力学中的液体和气体的特性比较流体力学是研究流体运动和力学性质的学科，涉及到液体和气体两种形态的流体。
液体和气体都具有流动性，但它们在一些关键特性上存在一定的差异。
本文将比较液体和气体的特性，从密度、体积、分子间距离、容易变形性和压缩性等方面进行阐述。
1. 密度：液体的分子排列比较紧密，分子之间的相互作用力相对较强，因此液体的密度较大。
气体的分子排列则比较松散，分子之间只有微弱的相互作用力，因此气体的密度相对较小。
2. 体积：液体的分子之间存在着一定的吸引力，导致液体具有一定的体积，不易被压缩。
而气体的分子之间的相互距离较大，分子之间几乎没有相互作用力，因此气体的体积可以被压缩和扩张。
3. 分子间距离：液体的分子之间的距离相对较近，分子之间的相互作用力较强，能够形成相对稳定的分子排列。
而气体的分子之间的距离相对较远，分子之间相互作用力相对较弱，分子运动更加自由。
4. 容易变形性：液体具有一定的变形能力，可以通过施加外力而改变形状，但液体的体积基本保持不变。
气体在受到外力作用时，分子之间的相互作用力相对较小，容易被压缩和扩张，体积会发生明显的变化。
5. 压缩性：液体的分子之间相互距离较近，分子之间的相互作用力比较大，导致液体的压缩性很小，难以被压缩。
而气体的分子之间相互作用力较小，分子之间的相互距离相对较大，因此气体的压缩性较大，可以被压缩到较小体积。
综上所述，液体和气体在密度、体积、分子间距离、容易变形性和压缩性等方面存在明显的差异。
液体具有较大的密度，不易被压缩，分子排列比较紧密，而气体的密度相对较小，容易被压缩，分子之间的相互作用力较弱。
在实际应用中，了解液体和气体的特性比较，对于液体和气体的输送、储存和控制等方面具有重要意义。
流体力学基础知识概述
流体力学基础知识概述流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科领域，它对于了解和分析自然界中的流体现象、工程设计和科学研究都具有重要的意义。
本文将对流体力学的基础知识进行概述，帮助读者对该领域有一个全面的了解。
一、流体的特性流体是一种连续变形的物质，其特性包括两个基本的属性：质量和体积。
质量是指流体的总重量，而体积则表示流体占据的空间。
流体还具有可压缩性和不可压缩性之分，可压缩流体如气体在受力时体积可变，不可压缩流体如液体则在受力时体积基本保持不变。
二、流体的力学性质1. 流体的静力学性质：静力学研究的是流体在静态平衡下的性质。
静力学方程描述了流体静力平衡的条件，在不同的情况下有不同的方程形式。
例如，对于不可压缩流体，静力平衡方程可以表示为斯托克斯定律。
2. 流体的动力学性质：动力学研究的是流体在运动状态下的性质。
根据流体的性质和流动条件，可以使用纳维-斯托克斯方程或欧拉方程来描述流体运动。
这些方程可以通过流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒得到。
三、流体的流动类型根据流体的运动方式，流体力学将流动分为两种基本类型：层流和湍流。
层流是指流体以有序、平稳的方式流动，流线相互平行且不交叉；而湍流则是流体运动不规则、混乱的状态，流线交叉、旋转和变化。
层流和湍流的转变由雷诺数决定，雷诺数越大，流动越容易变为湍流。
雷诺数是流体力学中一个无量纲的参数，通过流体的密度、速度和长度等特性计算而来。
四、流体的流速分布流体在管道或河流等容器中的流速分布可以通过速度剖面来描述，速度剖面是指流体速度随离开管道中心轴距离的变化关系。
一般情况下，流体在靠近管道壁面处速度较小，在中心位置处速度较大。
速度剖面可用来研究流体流动的特性，例如通过计算剖面的斜率可以确定流体的平均速度。
此外，流体的速度分布还受到管道壁面的摩擦力和流体性质的影响。
五、流体的流量计算流量是指单位时间内通过某一横截面的流体体积，计算流体流量是流体力学中的一项重要任务。
流体力学知识点经典总结
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21kg 0.102/kgf s m =•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du dy τμ=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。
流体力学知识点
第一章流体流动§1.1.1、概述1、流体—液体和气体的总称。
流体具有三个特点①流动性，即抗剪抗张能力都很小。
②无固定形状，随容器的形状而变化。
③在外力作用下流体内部发生相对运动。
2、流体质点：含有大量分子的流体微团。
流体分子自由程<流体质点尺寸<设备大小，流体质点成为研究流体宏观运动规律的考察对象。
3、流体连续性假设：假设流体是由大量质点组成的彼此间没有空隙，完全充满所占空间的连续介质。
连续性假设的目的是为了摆脱复杂的分子运动，而从宏观的角度来研究流体的流动规律，这时，流体的物理性质及运动参数在空间作连续分布，从而可用连续函数的数学工具加以描述。
流体流动规律是本门课程的重要基础，这是因为:①流体的输送研究流体的流动规律以便进行管路的设计、输送机械的选择及所需功率的计算。
②压强、流速及流量的测量为了了解和控制生产过程，需要对管路或设备内的压强、流量及流速等一系列的参数进行测量，这些测量仪表的操作原理又多以流体的静止或流动规律为依据的。
③为强化设备提供适宜的流动条件化工生产中的传热、传质过程都是在流体流动的情况下进行的。
设备的操作效率与流体流动状况有密切的联系。
因此，研究流体流动对寻找设备的强化途径具有重要意义。
本章将着重讨论流体流动过程的基本原理及流体在管内的流动规律，并运用这些原理及规律来分析和计算流体的输送问题。
第二节流体静力学方程流体静力学是研究流体在外力作用下处于平衡的规律。
本节只讨论流体在重力和压力作用下的平衡规律。
§1.2.1流体的密度和比容1、流体的密度：单位体积的流体所具有的质量。
/m V ρ=∆∆当V ∆趋近于零时，/m V ∆∆的极限值为流体内部某点的密度，可以写成：0limV mVρ∆→∆=∆各种流体的密度可以从物理化学手册和有关资料中查得。
气体具有可压缩性及膨胀性，故其密度随温度及压强而变化，因此对气体密度必须标出其所处的状态。
从手册中查出的气体密度是某指定状态下的数值 ，应用时一定要换算到操作条件下的数值。
理解流体力学的基本概念
理解流体力学的基本概念流体力学是研究液体和气体运动行为及其相互作用的物理学科。
它是物理学的一个重要分支，对于理解自然界中的许多现象和应用于各个领域都具有重要意义。
一、流体力学的基本概念1. 流体与固体：在物质的状态中，简单的可以分成两类，即固体和流体。
固体具有一定的形状和体积，只有施加外力时才会发生形变。
而流体则没有固定的形状，可以自由流动。
流体又可以分为液体和气体两种。
2. 流动性质：流体具有高度的流动性，可以自由地扩散和传递压力。
流体的流动性质可以通过流速、流量和流态来描述。
流速是指单位时间内流过某个截面的流体体积，流量则是指通过某个横截面的单位时间内的流体体积。
流态主要分为层流和湍流两种状态，层流表示流体呈现规则的流动，湍流则表示流动混乱且不可预测。
3. 粘性：流体的粘性是指流体内部的分子或原子之间相互作用力的表现。
粘性可造成流体产生黏滞阻力，相对于非粘性流体而言，它对于流体的流动有一定的影响。
4. 流体力学的方程：流体力学的基本方程包括连续性方程、动量方程和能量方程。
连续性方程描述了流体质点的体积守恒关系，动量方程描述了流体质点的运动规律，能量方程描述了流体的能量变化。
5. 流体静力学：流体静力学研究的是静止的流体，即研究流体处于平衡状态下的性质和行为。
根据帕斯卡定律，流体中的压力是均匀的，且在任何密闭容器中，承受的压力是相等的。
二、流体力学的应用1. 工程领域：流体力学在工程领域有广泛的应用，例如飞机设计中考虑气动力学，建筑物结构设计中考虑水力学，汽车设计中考虑空气动力学等。
2. 能源领域：流体力学在能源领域也有重要应用，例如水力发电站、风力发电场的设计与优化，原油和天然气的开采与输送等。
3. 生物医学领域：流体力学对于生物体内的流体运动和血液循环等研究也起到至关重要的作用，例如心血管系统的分析和仿真。
4. 环境保护：流体力学也可应用于环境保护领域，例如水污染源的追踪与控制，大气污染模拟与治理等。
流体力学复习提纲
第一章流体的定义：流体是一种受任何微小的剪切力作用时，都会产生连续变形的物质。
能够流动的物体称为流体，包括气体和液体。
流体的三个基本特征：1、易流性：流动性是流体的主要特征。
组成流体的各个微团之间的内聚力很小，任何微小的剪切力都会使它产生变形，(发生连续的剪切变形)——流动。
2、形状不定性：流体没有固定的形状，取决于盛装它的容器的形状，只能被限定为其所在容器的形状。
（液体有一定体积，且有自由表面。
气体无固定体积，无自由表面，更易于压缩）3、绵续性：流体能承受压力，但不能承受拉力，对切应力的抵抗较弱，只有在流体微团发生相对运动时，才显示其剪切力。
因此，流体没有静摩擦力。
三个基本特性：1.流体惯性涉及物理量：密度、比容（单位质量流体的体积）、容重、相对密度（与4摄氏度的蒸馏水比较）2.流体的压缩性与膨胀性压缩性：流体体积随压力变化的特性成为流体的压缩性。
用压缩系数衡量K，表征温度不变情况下，单位压强变化所引起的流体的体积相对变化率。
其倒数为弹性模量E，表征压缩单位体积的流体所需要做的功。
膨胀性：流体的体积随温度变化的特性成为膨胀性。
体胀系数α来衡量，它表征压强不变的情况下，单位温度变化所引起的流体体积的相对变化率。
３.流体的粘性流体阻止自身发生剪切变形的一种特性，由流体分子的结构及分子间的相互作用力所引起的，流体的固有属性。
恩氏粘度计测量粘度的一般方法和经验公式，见课本的24页牛顿内摩擦定律：当相邻两层流体发生相对运动时，各层流体之间因粘性而产生剪切力，且大小为：（省略）实验证明，剪切力的大小与速度梯度（流体运动速度垂直方向上单位长度速度的变化率）以及流体自身的粘度（粘性大小衡量指标）有关。
温度升高时，液体的粘性降低，气体的粘性增加。
（原理，查课本24~25页）三个力学模型1.连续介质模型：便于对宏观机械运动的分析，可以认为流体是由无穷多个连续分布的流体微团组成的连续介质。
这种流体微团虽小，但却包含着为数甚多的分子，并具有一定的体积和质量，一般将这种微团称为质点。
流体力学基础概念
流体力学基础概念流体力学是研究流体力学基本定律和原理的学科，其应用范围广泛，涉及到液体和气体在各种情况下的运动和相互作用。
本文将介绍流体力学的一些基本概念。
1. 流体的定义和性质流体是一种不具有固定形状且易于流动的物质。
流体可以分为液体和气体两种形态。
液体具有固定体积和无固定形状，而气体既没有固定体积也没有固定形状。
流体的运动方式可以通过流速和流动状态来描述，流速是指流体通过单位面积的流量，流动状态则可以是层流或湍流。
2. 流体静力学流体静力学研究的是静止的流体，并通过介质的密度和压强来描述流体的性质。
根据帕斯卡定律，压强在静止的液体或气体中传递，压强与深度成正比。
通过计算流体的压强分布，我们可以推导静止流体的性质和行为。
3. 流体动力学流体动力学关注的是流体的动力学行为，即研究流体在运动中的性质。
流体动力学是流体力学的核心内容，包括流体的速度分布、流体的质量和动量守恒定律以及能量守恒等。
4. 流体的速度分布流体在运动中速度不均匀分布，速度分布可以通过流速和流速剖面来描述。
流速是单位时间内流过某个截面的流体体积，而流速剖面则是垂直于流动方向的速度分布图。
根据流速剖面的形状，我们可以判断流体的流动状态，例如层流或湍流。
5. 流体的质量守恒定律质量守恒定律是流体力学的基本定律之一，它指出在闭合系统中，在单位时间内通过一个截面的流体质量保持不变。
这意味着流体在任何截面上的流入质量等于流出质量。
6. 流体的动量守恒定律动量守恒定律是另一个重要的流体力学定律，它描述了流体在流动中动量的守恒。
根据动量守恒定律，流体单位时间内通过截面的动量变化等于外力对流体单位时间内的作用力。
7. 流体的能量守恒定律能量守恒定律是流体力学中的关键定律，它涉及到流体内部和流体与外界的能量转换。
能量守恒定律可以用来推导流体在流动中的压力、速度和高度之间的关系。
研究流体力学的基本概念是理解流体行为和应用流体力学原理的基础。
通过深入研究流体力学基础概念，我们可以更好地理解和解释流体在各种工程和自然环境中的运动与相互作用。
流体力学
流体力学在体育运动中，运动体都处于流体环境之中。
很多情况下流体对人体或器械的影响是不能够忽略的。
在陆上运动的人体或器械要在空气环境中通过。
潜水运动员要在液体环境通过，游泳运动员则要在两种不同流体——水喝空气中通过。
再如，大多数的球类运动、田径中的投掷项目，以及各种水中和水上运动等，流体对人体或运动器械的阻力或动力效应相当明显。
因此，要了解流体对运动技术的影响和作用的规律，必须掌握基本的流体力学知识。
一、流体的主要物理性质及连续介质模型1、流体及其易流动性：凡是没有固定形状且易于流动的物体就称为流体。
流体同固体间的根本差别在于流体具有流动性，而固体没有流动性。
所谓流动性并不是指物体能否变形而言，因为所有固体在外力作用下都能发生变形。
不过，在变形时，流体与固体所表现出的性质是截然不同的。
固体受力作用发生变形时，产生一种和变形大小成正比的弹性力来阻止变形。
当这个阻力增大到足以与外力相抵销时，变形便不再增大。
所以，固体变形的大小与外加作用力有关，外加力愈大，变形愈大。
反过来说，要得到较大的变形，就要用较大的力。
对于固体，所需的力的大小完全决定于对变形的要求，而与发生变形的快慢无关。
对于流体，却不是这样。
流体变形(剪切变形)也产生阻力，但这种阻力与变形的快慢有关。
要使流体很迅速地变形，需要用很大的力，而在用力的时间充分长，或者说，变形的过程相当慢时，任何细小的力(切向力)也能够使流体产生非常大的变形，产生流动。
这种性质便称为流动性。
流动性是所有流体所具有的共同特性。
2、流体的粘滞性：流体流动时，由于液体分子间的内聚力，不同速度的流体之间相互滑动必然在层与层之间产生内摩擦力，这种力作为流体内力，总是等值反向的成对出现的，并分别作用在相邻的两层上。
流体流动时内部产生内摩擦力的这种性质称为流体的粘滞性。
3、流体的可压缩性和不可压缩性:流体力学包括液体力学和气体力学两部分。
一般以水作为液体的代表，以空气作为气体的代表。
流体及其物理性质
第一章流体及其物理性质第一节流体的定义和特征物质在不同的温度和压力下存在的形态有三种：固体、液体和气体，我们通常把能够流动的液体和气体统称为流体。
从力学角度来说，流体在受到微小的剪切力作用时，将连续不断地发生变形(即流动)，直到剪切力的作用消失为止。
所以，流体可以这样来定义：在任何微小剪切力作用下就能够连续变形的物质叫做流体。
流体和固体由于分子结构和分子间的作用力不同，因此，它们的性质也不同。
在相同体积的固体和流体中，流体所含有的分子数目比固体少得多，分子间距就大得多，因此，流体分子间的作用力很小，分子运动强烈，从而决定了流体具有流动性，而且流体也没有固定的形状。
概括起来说，流体与固体相比有以下区别：(1) 固体既能够抵抗法向力——压力和拉力，也能够抵抗切向力。
而流体仅能够抵抗压力，不能够承受拉力，不能抵抗拉伸变形。
另外，流体即使在微小的切向力作用下，也很容易变形或流动。
(2) 在弹性限度内，固体的形变是遵循应变与所作用的应力成正比这一规律(弹性定律)的；而对于流体，则是遵循应变速率与应力成正比的规律。
(3) 固体的应变与应力的作用时间无关，只要不超过弹性极限，作用力不变时，固体的变形也就不再变化，当外力去除后，形变也就消失；对于流体，只要有应力作用，它将连续变形(流动)，当应力去除后，它也不再能恢复到原来的形状。
液体和气体虽都属于流体，但两者之间也有所不同。
液体的分子间距和分子的有效直径相当。
当对液体加压时，只要分子间距稍有缩小，分子间的排斥力就会增大，以抵抗外压力。
所以液体的分子间距很难缩小，即液体很难被压缩。
以致一定质量的液体具有一定的体积。
液体的形状取决于容器的形状，并且由于分子间吸引力的作用，液体有力求自己表面积收缩到最小的特性。
所以，当容器的容积大于液体的体积时，液体不能充满容器，故在重力的作用下，液体总保持一个自由表面，通常称为水平面。
气体的分子间距比液体的大，在标准状态(0℃，101325Pa)下，气体的平均分子间距约为3.3×10－6mm，其分子平均直径约为2.5×10－7mm。
流体的内部运动和外部流动
流体的内部运动和外部流动流体是一种特殊的物质，其具有可流动性和塑性。
流体的内部运动和外部流动是流体力学中的重要概念。
本文将就流体的内部运动和外部流动进行探讨，并详细介绍其相关特性和应用。
一、流体的内部运动流体的内部运动是指流体分子或颗粒在流体中相互之间的运动。
这种运动是无规则的，其中的分子运动是不断变化的，具有高度的复杂性。
流体的内部运动表现出一定的规律性，可以通过一些物理量的描述来分析和研究。
1. 流体的粘度流体的粘度是流体内部分子摩擦阻力的一种表现形式。
粘度越大，流体的内部摩擦阻力越大，流体的流动速度越慢。
常见的液体如水和油都具有一定的粘度，而气体的粘度比较小。
2. 流体的湍流和层流流体的流动可以分为湍流和层流两种模式。
层流是指流体分子在流动方向上按层次有序运动的状态，其速度分布均匀。
湍流是指流体分子的速度和方向出现剧烈的反复变化，形成湍旋。
湍流状态下的流体流动速度分布不均匀。
3. 流体的压强和速度流体的流动过程中，产生不同的压强和速度分布。
压强是流体单位面积受到的力的大小，而速度则是流体单位时间通过单位面积的体积。
流体在内部运动时，速度的大小和方向会随着位置的不同而变化，从而形成不同的流体流动形态。
二、流体的外部流动流体的外部流动是指流体在固体表面上流动的现象。
外部流动常见于气体和液体对物体的流过，其具有一定的规律性可供研究。
外部流动的性质和形态会受到多种因素的影响，如物体的形状、流体的速度、流体的黏度等。
1. 流体的黏附和剥离在外部流动中，流体分子会与固体表面发生一定的相互作用。
流体分子与固体表面的吸附力使流体黏附在固体表面上，而流体分子之间的剪切力则使流体继续流动。
当流体分子与固体表面的黏附力被克服时，流体分子会从固体表面剥离。
2. 流体的阻力和升力外部流动中，流体与物体表面之间的相互作用会产生阻力和升力。
阻力是垂直于流动方向的力，直接影响着物体在流体中承受的阻碍程度。
升力是垂直于流体方向的力，它使物体在流体中产生一个向上的力，与重力相抵消。
流体力学概念总结
第一章绪论1.工程流体力学的研究对象：工程流体力学以流体（包括液体和气体）为研究对象，研究流体宏观的平衡和运动的规律，流体与固体壁面之间的相互作用规律，以及这些规律在工程实际中的应用。
第二章流体的主要物理性质1.★流体的概念：凡是没有固定的形状，易于流动的物质就叫流体。
2.★流体质点：包含有大量流体分子，并能保持其宏观力学性能的微小单元体。
3.★连续介质的概念：在流体力学中，把流体质点作为最小的研究对象，从而把流体看成是：1）由无数连续分布、彼此无间隙地；2）占有整个流体空间的流体质点所组成的介质。
4.密度：单位体积的流体所具有的质量称为密度，以P表示。
5.重度：单位体积的流体所受的重力称为重度，以Y表示。
6.比体积：密度的倒数称为比体积，以u表示。
它表示单位质量流体所占有的体积。
7.流体的相对密度：是指流体的重度与标准大气压下4°C纯水的重度的比值，用d表示。
8.★流体的热膨胀性：在一定压强下，流体体积随温度升高而增大的性质称为流体的热膨胀性。
9.★流体的压缩性：在一定温度下，流体体积随压强升高而减少的性质称为流体的压缩性。
10.可压缩流体：P随T和p变化量很大，不可视为常量。
11.不可压缩流体：P随T和p变化量很小，可视为常量。
12.★流体的粘性：流体流动时，在流体内部产生阻碍运动的摩擦力的性质叫流体的粘性。
13.牛顿内摩擦定律：牛顿经实验研究发现，流体运动产生的内摩擦力与沿接触面法线方向的速度变化（即速度梯度）成正比，与接触面的面积成正比，与流体的物理性质有关，而与接触面上的压强无关。
这个关系式称为牛顿内摩擦定律。
14.非牛顿流体：通常把满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，此时不随du/d n而变化，否则称为非牛顿流体。
15.动力粘度u :动力粘度表示单位速度梯度下流体内摩擦应力的大小，它直接反映了流体粘性的大小。
16.运动粘度v :在流体力学中，动力粘度与流体密度的比值称为运动粘度，以v表示。
液体与气体流体力学的对比研究
液体与气体流体力学的对比研究液体和气体是我们日常生活中常见的两种流体。
液体和气体具有一些相似之处，但也存在一些显著差异。
在流体力学中，研究液体和气体的行为对于工程学科和实际应用都具有重要意义。
本文将对液体和气体流体力学的对比研究进行探讨。
首先，液体和气体在基本特性上存在差异。
液体分子之间的相互作用力较强，所以液体具有较大的密度和较小的可压缩性。
相比之下，气体分子之间的相互作用力较弱，因此气体具有较小的密度和较大的可压缩性。
在液体中，分子之间存在着不易破坏的吸引力，使得液体具有较高的表面张力和粘性。
而在气体中，分子之间几乎没有吸引力，气体不具备表面张力和粘性。
其次，在液体和气体的流动行为上也存在差异。
液体通常以层流的形式流动，分子之间的相互作用限制了其运动的自由度，所以液体的流动稳定且受阻。
在液体流动中，黏度起到了重要的作用，它是液体在受到剪切应力时发生内部摩擦的能力。
相比之下，气体通常以湍流的形式流动，分子运动自由度较高，湍流是一种无规则、混沌的流动方式。
由于气体分子之间的相互作用较弱，湍流较容易发生。
在气体流动中，压力梯度和速度梯度会使空气分子产生高速运动和混合，使气体流动变得非常复杂。
第三，液体和气体的传热特性也有所不同。
液体的传热主要通过对流传递热量，因为液体的黏性会产生对流效应。
在液体中，热量可以通过分子扩散和对流传输两种方式进行。
相比之下，气体的传热主要通过对流和辐射传输。
气体分子之间的距离较大，导致分子扩散的速率较低，而辐射传热则是气体传热的重要途径。
最后，液体和气体在应用上也存在差异。
液体由于其高密度和不易压缩的特性，被广泛应用于液压系统、水力发电和石油运输等领域。
而气体因为其低密度和可压缩性，被广泛应用于空气动力学、气体输送和气体发电等领域。
根据液体和气体的特性以及应用的不同，工程师可以选择合适的流体进行设计和应用。
综上所述，液体和气体流体力学的对比研究表明，液体和气体在基本特性、流动行为、传热特性和应用等方面存在明显差异。
流体力学知识点总结
流体力学11.1 流体的基本性质1)压缩性流体是液体与气体的总称。
从宏观上看，流体也可看成一种连续媒质。
与弹性体相似，流体也可发生形状的改变，所不同的是静止流体内部不存在剪切应力，这是因为如果流体内部有剪应力的话流体必定会流动，而对静止的流体来说流动是不存在的。
如前所述，作用在静止流体表面的压应力的变化会引起流体的体积应变，其大小可由胡克定律描述。
大量的实验表明，无论气体还是液体都是可以压缩的，但液体的可压缩量通常很小。
例如在500个大气压下，每增加一个大气压，水的体积减少量不到原体积的两万分之一。
同样的条件下，水银的体积减少量不到原体积的百万分之四。
因为液体的压缩量很小，通常可以不计液体的压缩性。
气体的可压缩性表现的十分明显，例如用不大的力推动活塞就可使气缸内的气体明显压缩。
但在可流动的情况下，有时也把气体视为不可压缩的，这是因为气体密度小在受压时体积还未来得与改变就已快速地流动并迅速达到密度均匀。
物理上常用马赫数M来判定可流动气体的压缩性，其定义为M=流速/声速，若M2<<1，可视气体为不可压缩的。
由此看出，当气流速度比声速小许多时可将空气视为不可压缩的，而当气流速度接近或超过声速时气体应视为可压缩的。
总之在实际问题中若不考虑流体的可压缩性时，可将流体抽象成不可压缩流体这一理想模型。
2)粘滞性为了解流动时流体内部的力学性质，设想如图10.1.1所示的实验。
在两个靠得很近的大平板之间放入流体，下板固定，在上板面施加一个沿流体表面切向的力F 。
此时上板面下的流体将受到一个平均剪应力F/A 的作用，式中A 是上板的面积。
实验表明，无论力F 多么小都能引起两板间的流体以某个速度流动，这正是流体的特征，当受到剪应力时会发生连续形变并开始流动。
通过观察可以发现，在流体与板面直接接触处的流体与板有相同的速度。
若图10.1.1中的上板以速度u 沿x 方向运动下板静止，那么中间各层流体的速度是从0（下板）到u （上板）的一种分布，流体内各层之间形成流速差或速度梯度。
西南交大流体力学(1-6)复习题纲与课后习题复习详解...
[解] 由 g 得，
g
7200N/m3 734.7kg/m3 2 9.8m / s
9
1-2．若水的体积模量 K 2.2 10 Pa ，欲减小其体积的 0.5%，问需要加多大的压强？ [解] 由 K
p p 9 得， 2.2 10 Pa V / V 0.5%
(zA
pA
) ( zB
pB
)(
p 1)hp ，式中 hp 为 U 形管内液体的两液面高度差。
pA
当 U 形管内液体为水银时，上式可变为： ( z A （2）绝对压强、相对压强、真空值
) ( zB
pB
) 12.6hp
以绝对真空状态作为起量点的压强，称为绝对压强，以 p 表示，其中 p 大于 0；以当地大气压起量 的压强称为相对压强，以 p 表示，其中 p 可“+”可“-” ，也可以为 0。两者的关系为：
§2.2 习题详解 2-1．一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液面高于容器内液面 h=1.5m，求容器液面的相对压强。
题 2-1 图 [解] p0 pa gh
pe p0 pa gh 1000 9.807 1.5 14.7kPa
2-2．一封闭水箱如图所示，金属测压计测得的压强值为 4900Pa（相对压强，压力计中心比 A 点高 0.5m， 而 A 点在液面下 1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。
yD yC
IC （其中 yD yC ，压力中心 D 总是位于受压面形心 C 的下方） yC A
计算中应注意 yD 、 yC 是从自由面算起，并平行于作用面。 （2）图解法 原理：静水总压力的大小等于压强分布图的体积，其作用线通过压强分布图的形心，该作用线与受压 面的交点便是压力中心 D。 对于矩形平面上的静水总压力还可以用下式计算：
工程流体力学中液体和气体的流动特性对比分析
工程流体力学中液体和气体的流动特性对比分析工程流体力学是研究液体和气体在工程中流动行为的学科。
液体和气体都是流体，但它们在流动特性方面存在着一些显著的不同。
本文将对液体和气体的流动特性进行对比分析。
首先，液体和气体在流动过程中的粘性不同。
液体具有较大的粘性，因为它的分子间相互靠得很近，分子间的吸引力较强。
这使得液体在流动时具有较大的内摩擦力，液体流动时往往形成层流。
而气体的分子间相互作用力较弱，具有较小的粘性。
气体在流动时更容易发生湍流，流动过程比较复杂。
其次，液体和气体在受力方面的区别也导致了它们的流动特性差异。
液体由于具有较大的密度和较小的体积变化，因此在受力时往往更易受到压力的影响，液体流动速度较小。
而气体的密度相对较小，体积变化较大，因此在受力时更易受到压力和体积的影响，气体流动速度相对较大。
此外，液体和气体在流动速度和能量损失方面也存在一定的区别。
在相同的条件下，液体的流动速度通常较小，能量损失较大。
液体在流动时由于内摩擦力较大，流动阻力较大，从而导致能量损失较多。
而气体的流动速度通常较大，能量损失相对较小。
气体因为具有较小的粘性和较大的流动速度，流动阻力较小，能量损失较小。
此外，液体和气体在流动行为中的压力分布也存在一些不同之处。
液体在流动中，压力沿着流动方向逐渐降低，流体的速度变化不大。
而气体流动过程中，压力和速度之间存在密切的关系，速度随着压力的变化而变化。
气体在流动中容易产生压力的非均匀分布。
此外，还有一些特殊情况下液体和气体的流动特性会有所不同。
例如，液体可以形成液态射流，而气体则可以形成气态射流。
液态射流具有较小的速度和较大的流动稳定性，容易形成射流束。
而气态射流具有较大的速度和较小的流动稳定性，不容易形成射流束。
综上所述，液体和气体在工程流体力学中具有一些不同的流动特性。
液体具有较大的粘性和阻力，流动速度较小，能量损失较大；而气体具有较小的粘性和阻力，流动速度较大，能量损失较小。
流体力学的基本概念和原理
流体力学的基本概念和原理流体力学是物理学中研究流体运动以及其力学性质的学科。
在工程学、地球科学和生物学等领域中都有广泛的应用。
本文将介绍流体力学的基本概念和原理。
一、流体的定义和性质流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。
相比固体，流体的特点是没有一定的形状和体积，能够适应所处容器的形状和体积。
流体的性质包括密度、压力、粘性等。
1. 密度：流体的密度定义为单位体积内的质量，通常用符号ρ表示。
密度越大，单位体积内的质量越多，流体的惯性越大。
2. 压力：流体由于自身重力和外界作用力而产生的分子间压力，即压强。
单位面积的压力常用符号p表示。
3. 粘性：流体的内部存在分子间的相互作用力，这种内部摩擦力使得流体具有黏性，即粘稠度。
二、流体流动的基本特征流体力学研究的核心是流体的运动问题。
流体的流动可以分为稳定流动和非稳定流动两种状态。
1. 稳定流动：当流体在一段时间内保持流速和流向不变时，称为稳定流动。
稳定流动的流速分布是均匀的，流体各处的速度相等。
2. 非稳定流动：当流体的流速和流向随时间变化时，称为非稳定流动。
非稳定流动的流速分布不均匀，流体各处的速度不等。
三、流体运动的描述为了更准确地描述流体的运动，流体力学引入了速度场和流线两个概念。
1. 速度场：速度场是指在流体中任意一点上的瞬时速度。
它可以用速度向量来表示，速度向量的大小表示速度的大小，方向表示速度的方向。
2. 流线：流线是指沿着流体的运动方向而形成的曲线。
流线上的任意一点的速度矢量和流线切线方向相同。
流线的密度越大，流体的速度越大。
四、流体运动的基本原理流体力学的研究依赖于一些基本原理，其中包括连续性方程、动量方程和能量方程。
1. 连续性方程：连续性方程表明流体在任意两个相邻截面上的质量流量相等。
它可以通过质量守恒定律推导得到。
2. 动量方程：动量方程用于描述流体中的力学行为。
根据牛顿第二定律，流体中单位体积的动量随时间的变化率等于由外力和压力产生的合力。
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可推得在惯性系中，理想流体在重力 作用下，作定常流动的伯努利方程为
ρv（平方）/ 2 + ρgh + p = 恒量 式中的压强 p 和流速 v 是指细流管横 截面上的平均值。
抽象到流线情况：
f = 6πηvr r 为球体半径，v 为球体运动速度，η为粘 度系数。
二、压差阻力
圆柱体在接近于理想流体的情况下向 左运动，流线分布对称，前后两点流速 为零，为驻点在上下两点，流线最密， 流速最大，到柱后又为驻点，驻点处流 速为零，故 p前 = p0 + pv平方 / 2 = p后 ，p0 是大气压强。此式表明前后两点压 强相等并达到最大值。作用于物体前后 压力平衡，从整体看，柱体不受阻力。
v = v（x，y，z） 定常流动时的线和流管均保持固定的 形状和位置，这时，流壁象是固定的管 道，而流体在这些由流线所围成的管道 中流动。
定常流动时，流体既在固定的流 管中运动，而流管无限变细即成 为流线，这就意味着流体微团是 沿流线运动的，换句话说，定常 流动时的流线与流迹相重合。
五．伯努利方程
+ρgh2 + p2 +ω12
此即不可压缩粘性流体作定常流动的功能关
系式。
第一节固体在流体中的Fra bibliotek力固体在流体中与流体相对运动，受到 流体的浮力、压力和阻力。其中阻力包 括因摩擦引起的粘性阻力、由压力差引 起的压差阻力和激起波浪的兴波阻力。
一．粘性阻力
物体在流体中相对流体运动，物体表面有 “附面层”。该层靠近物体的微团相对于物 体静止，靠该层外侧的流体微团则有流体的 速度。因此附面层内存在速度梯度和粘性力 ，表现为对物体的阻力。比较小的物体在粘 性较大的流体中缓慢运动的情况下，该阻力 是主要因素，叫粘性阻力。著名的斯托克斯 公式描述球形物体受到的粘性阻力：
在惯性系中，当理想流体在 重力作用下作定常运动时，一 定流线上（或细流管内）各点 的量ρv（平方）/ 2 + ρgh + p 为一恒量。
第一节 粘性流体的运动
不考虑流体的粘性，在不少情况下 ，可对现象做出令人满意的解释。然 而，对另外一些情况，流体的粘性起 重要作用，甚至某些现象从本质上是 由于粘性引起的。这时，就不得不考 虑流体的粘性。
四．泊肃叶公式 1840年泊肃叶发现了以下公式
Q = [πR四次方/8ηl]（p1 – p2） 泊肃叶公式和伯努利方程都用于研究水平圆管内 的流动：水平圆管内不同截面上的流速相等，高度 相同，由伯努利方程，各界面上的压强相等，即在 水平管内维持流动不需要压强差。按泊肃叶公式， 若无压强差则流量等于零，即需要压强差维持水平 管内的流动。究竟哪个结论正确？无疑泊肃叶公式 更正确些。因为流体确有粘性，为保证流体的流动 必须利用压力差来克服内摩擦力。这个例子反映了 伯努利方程的局限性。在考虑到粘性的影响这一方 面，泊肃叶公式比伯努利方程前进了一步。
五．不可压缩粘性流体定常流动的功能关系
理想流体做定常流动时，量ρv（平方）/ 2 +
ρgh + p
沿流线守恒，对于不可压
缩流体的定常流动，则应计入粘性力做负功
造成的能量损失，用 ω12 表示单位体积流体
微团沿流管自点1 运动到点2 的能量损失，则
应将伯努利方程改正如下：
ρv1（平方）/ 2 +ρgh1 + p1 =ρv2（平方）/ 2
实验证明：流体内面元两侧相互作用 的粘性力 f 与面元面积Δs 及速率梯度 dv/dy 成正比，即
f = η（dv/dy）Δs 称为粘性定律，式中的比例系数η称 为粘性系数。在国际制中 η 的单位为 帕斯卡·秒，国际符号为 Pa·s 。
二．层流 各层之间不相混杂的分层流动 叫做层流。
三．湍流 流动具有混杂、紊乱的特征时 叫做湍流。
第一节
静止流体内的压强
一．理想流体
在流体运动的问题中，可压缩性和
粘性都处于极为次要的地位，就可以
把它当作理想流体。理想流体是不可
压缩又无粘性的流体。
二．流体具有流动性的原因
大量事实表明，静止流体内任意假 想截面两侧的流体间，不会产生沿截 面切线方向的作用力，即静止流体不 具备弹性体那种抵抗剪切形变的能力 或类似于固体之间的静摩擦力。这正 是流体具有流动性的原因。
三．流管
在流体内部画微小的封闭曲线， 通过封闭曲线上各点的流线所围 成的细管叫做流管，如图所示。 由于流线不会相交，因此流管内 外的流体都不会具有穿过流管壁 面的速度，换句话说，流管内的 流体不能穿越管外，管外的流体 也不能穿越管内。
四．定常流动
流体内各空间点的流速通常随时间而 变化。在特殊情况下，尽管各空间点的 流速不一定相同，但任意空间点的流速 不随时间而改变，这种流动称为定常流 动，可以表示作
一．粘性定律
在流体中取一假想截面，截面两侧流 体沿截面以不同速度运动，即截面两侧 的流体具有沿截面的相对速度，则两侧 流体间将互相作用以沿截面的切向力， 较快层流体对较慢层流体施加向前的“ 拉力”，较慢层对较快层施加“阻力” 。这一对力相当于固体间的“动摩擦力 ”，因它是流体内部不同部分间的摩擦 力，故称为内摩擦力，又称为粘性力。
三．静止流体内一点的压强
静止流体内一点的压强等于过此点任 意假想面元上正压力大小与面元面积之 比当面元面积趋于零时的极限。
在工程技术上，压强也叫做压力。在 国际制中，压强单位为 pa（帕），暂时 与国际制并用的压强单位还有 bar（巴） ，1 bar= 105 pa。
四．静止流体内不同空间点压强的分 布
一定流体微团运动的轨迹叫该 微团的流迹，r = r（r0，v0，t） 就是以 t 为参量的流迹的参数方 程式。
二．流线
每一点均有一定的流速矢量与之 相对应的空间叫作流速场。为了形 象地描述流体的运动状况，在流速 场中画许多曲线使得曲线上每一点 的切线方向和位于该点处流体微团 的速度方向一致，这种曲线称为流 线。如图是几种常见的流线：
我们的研究对象流体微团受到两种力 ：压力作用包围微团的假想截面上，称 面积力；万有引力、重力等作用于全部 体积上，称体积力。静止流体内压强分 布与体积力分布有关。
与体积力垂直的曲面上各点的压强相 等，压强相等诸点组成的面称为等压面 。因此，等压面与体积力互相正交。
第一节
流体运动学的基
本 概念
一．流迹