0工程流体力学 绪论

引 言（续9）
50~60年代又改进为船型，阻力系数为0.45。
引 言（续10）
80年代经风洞实验系统研究后，进一步改 进为鱼型，阻力系数为0.3。
引 言（续11）
后来又出现楔型，阻力系数为0.2。
引 言（续12）
90年代以后，科研人员研制开发了气动性 能更优良的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。
引 言（续5）
汽车高速前进 时的阻力：
前方？ 后方？
当时人们认为汽车高速前进时的阻力主要 来自车前部对空气的撞击。
引 言（续6）
因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型 车，阻力系数CD很大，约0.8。
引 言（续7）
实际上，汽车阻力主要取决于后部形成的尾流。
引 言（续8）
20世纪30年代起，人们开始运用流体力学 原理，改进了汽车的尾部形状，出现了甲壳虫 型，阻力系数下降至0.6。
工程流体力学A
讲课教师：戴 静 君 授课班级：储11-1,2 授课时间：2013.9.9开始
几个问题
（1） 高尔夫球：球表面是光滑还是粗糙？ （2） 汽车阻力：来自前部还是后部？ （3） 机翼升力：来自下部还是上部？
引言
高尔夫球：该运动起源于15世纪的苏格兰。 高尔夫球表面是光滑还是粗糙的？
引 言（续1）
5.《工程流体力学》,贺礼清 编,石油工业出版社, 2006;
6.《流体力学》,汪志明编,石 油工业出版社, 2006 。
四、课程主要内容及进程安排
第一章 流体及其主要物理性质 4
第二章 流体静力学基础
6
第三章 流体运动学基础
4
第四章 流体动力学基础
8
第五章 相似原理与量纲分析 4
四、课程主要内容（续）
Fra Baidu bibliotek 言（续17）
高尔夫球和汽车的阻力、机翼的升力均与 尾部的漩涡有关。
具有高度智慧的人类为了揭开流动奥秘， 建立了流体力学学科。
引 言（续18）
航空、航天、造船、机械、动力、冶金、化 工、石油、建筑等部门设备中的工作介质都是流 体，改进流程，提高效率，需要流体力学知识。
一、课程研究对象
研究流体运动所遵循的基本 规律，即研究流体的宏观平衡和 运动规律的一门学科。
3.研究对象
按压缩性 气体：可压缩流体 液体：不可压缩流体
按变形特点 牛顿流体：应力和变形率成正比 非牛顿流体：
二、课程基本目的
1.获得流体力学的基本理论知 识;
2.获得流体运动状态和运动规 律的计算能力。
3.掌握分析工程流体流动问题 的基本技巧和方法;
二、课程基本目的(续)
4.掌握计算工程流体流动问题的 基本方法和技能;
5.为学习有关的专业课程打好理 论基础。
三、教材和主要参考书
1.《流体力学》,景思睿、张 鸣远编著, 西安交通大学出版社,
2001 ; 2.《流体力学》,吴望一编著,
北京大学出版社,1995; 3.《流体力学》,周光坰编著,
高等教育出版社,1992。
三、教材和主要参考书（续）
4.《工程流体力学》,杨树人 编, 石油工业出版社, 2006， “十 一五”国家级规划教材 ;
引 言（续13）
目前在汽车外形设计中，流体力学性能研 究已占主导地位，合理的外形使汽车具有更好 的动力学性能和更低的耗油率。
机翼升力：人们的直观印象是空气从下面冲击 着鸟的翅膀，把鸟托在空中。
19世纪初流体力学环流理论彻底改变了人 们的传统观念。
引 言（续14）
引 言（续15）
引 言（续16）
17 世纪： 简单的理论； 帕斯卡（1650）提出压强传递定律； 牛顿（1686）提出牛顿内摩擦定律；
一、课程研究对象（续3）
18世纪： 伯努利方程、欧拉平衡运动微分方程；
19世纪： 纳维－斯托克斯方程、旋涡理论；
20世纪至今： 空气动力学、非牛顿流体力学。 流体力学分类更细，如生物流体力学。
一、课程研究对象（续4）
起初，人们认为表面光滑的球飞行阻力小， 因此当时用皮革制球。
表面有很多划痕的旧球反而飞得更远。
引 言（续2）
现在的高尔夫球表面有许多窝，在同样大 小和重量下，飞行距离为光滑球的5倍。
引 言（续3）
这个谜直到20世纪建立流体力学边界层理论 后才解开。
引 言（续4）
汽车阻力 ： 汽车发明于19世纪末。
第六章 理想不可压缩流体的定常流动 6
第七章 通道内的粘性流动
12
第八章 粘性不可压缩流体绕物体的流动 8
第九章 一元气体动力学基础
4
合计本课程总学时为56学时，在各章学 时分配中还包括了课堂讨论和习题课内容。
五、成绩评定方法
1.平时成绩占20% 包括 （1）作业;
（2）上课讨论、提问; （3）考勤； 2.期末闭卷考试占80%
六、关于考勤要求
1. 迟到2次，第3次又迟到，平 时成绩为零。
2. 旷课1次，第2次又旷课，平 时成绩为零。
一、课程研究对象（续1）
1.学科分类
理论流体力学： 用数学分析方法进行理论探讨；
水力学： 用物理分析和实验方法进行实用计算；
工程流体力学： 趋向两者结合，从实用角度对工程实际
中涉及的问题建立相应的理论基础。
一、课程研究对象（续2）
2.流体力学发展简况
17 世纪前： 主要靠经验，理论少； 都江堰，清朝揭喧提出旋涡概念。