流力 第一章优秀课件
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(Fourth Edition). 2005. （4）Frank. M. White. Fluid Mechanics (Fifth Edition). 2003.
任课教师：马峰
kang@bit.educ.n 13520294068 68911649
引 言 (INTRODUCTION)
流体力学： 宏观力学。 Fluid Mechanics, Fluid Hydrodynamics， Hydrodynamics
研究对象：流体(Fluid)。包括液体和气体。 液体——无形状，有一定的体积；不易压缩，存在自由（液）面。 气体——既无形状，也无体积，易于压缩。
研究任务： 研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体之间或流体与
固体之间的相互作用力，研究流动过程中动量、能量和质 量的传输规律，并将它们运用到解决工业、科研和生活中 的各种问题。
实验研究方法: 根据实际问题利用相似理论建立实验模型 选择流动介质 设备包括风洞、水槽、水洞、激波管、测试管系等
数值计算方法 ：数值方法是在计算机应用的基础上，采用各种离散化方 法（有限差分法、有限元法等），建立各种数值模型，通过计算机进行 数值计算和数值实验，得到在时间和空间上许多数字组成的离散解，最 终获得定量描述流场的数值解。近二三十年来，这一方法得到很大发展， 已形成专门学科——计算流体力学。
第一节 流体力学的发展简史
流体力学在中国
水利风力机械 在中国古代，以水为动力的简单机械就有了发展，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。
流体力学在中国
周培源(1902－1993)
江苏宜兴人。理论物理学家、流体力学家，教育 家，主要从事流体力学中的湍流理论和广义相对论中 的引力论的研究，奠定了湍流模式理论的基础，初步 证实广义相对论引力论中座标有关的重要论点。
吴仲华（Wu Zhonghua）
中国工程热物理学家。中国科学院院士。 原籍江苏苏州市， 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，建立了叶轮机械三元流理论，至今 仍是国内外叶轮机械设计计算的主要依据。
莱昂哈德·欧拉是瑞士数学家和物理学家。 他被一些数学史学者称为历史上最伟大的两位 数学家之一（另一位是高斯）。欧拉是第一个 使用“函数”一词来描述包含各种参数的表达 式的人，欧拉是有史以来最多产的数学家，他 的全集共计75卷。欧拉实际上支配了18世纪的 数学，对于当时新发明的微积分，他推导出了 很多结果。
流体力wenku.baidu.com在中国
钱学森
钱学森（1911－2009）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。最著名的就是卡门-钱学 森公式，利用这个公式可直接根据翼型对不可压缩 流中的压力系数进行可压缩性修正。
经典流体力学的奠基人，1755年发表《流体 运动的一般原理》，提出了流体的连续介质模 型，建立了连续性微分方程和理想流体的运动 微分方程，给出了不可压缩理想流体运动的一 般解析方法。他提出了研究流体运动的两种不 同方法及速度势的概念，并论证了速度势应当 满足的运动条件和方程。
流体力学的西方史
研究方法
理论研究方法:理论方法是通过对液体物理性质和流动特性的科学抽象提 出合理的理论模型。根据机械运动的普遍规律，建立控制液体运动的闭 合方程组，将原来的具体流动问题转化为数学问题，在相应的边界条件 和初始条件下求解。理论研究方法的关键在于提出理论模型，并能运用 数学方法求出理论结果，达到揭示液体运动规律的目的。但由于数学上 的困难，许多实际流动问题还难以精确求解。
流体力学的西方史
牛 顿（1642—1727） 英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自 然哲学家。1642年12月25日生于英格兰林肯郡 格兰瑟姆附近的沃尔索普村，1727年3月20日在 伦敦病逝。 牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力 学的创建。牛顿的成就，恩格斯在《英国状况十 八世纪》中概括得最为完整："牛顿由于发明了 万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行 了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二 项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于 认识了力的本性而创立了科学的力学"。
流体力学的西方史
伯努利（D.Bernoulli，1700－1782） 瑞士科学家 在1738年出版的名著《流体动力学》 中，建立了流体位势能、压强势能和 动能之间的能量转换关系──伯努利方 程。在此历史阶段，诸学者的工作奠 定了流体静力学的基础，促进了流体 动力学的发展。
流体力学的西方史
欧 拉（L.Euler，1707－1783）
流体力学的西方史
阿基米德（Archimedes，公元前287－212） 欧美诸国历史上有记载的最早从事流体力学 现象研究的是古希腊学者阿基米德，在公元 前250年发表学术论文《论浮体》，第一个阐 明了相对密度的概念，发现了物体在流体中 所受浮力的基本原理──阿基米德原理。
帕斯卡（B.Pascal,1623-1662），法国著名的数 学家、物理学家、哲学家和散文家。主要贡献是在 物理学上，提出了密闭流体能传递压强的原理--帕 斯卡原理，并以其名字命名压强单位。
流力 第一章
课程安排
学时数： 48 课程性质：专业基础课
参考书： （1）丁祖荣《流体力学》高等教育出版社. 2003 （2）Y. C. Fung. A first Course in Continuum Mechanics. ( Third
Edition) 2005. （3）John D. Anderson, Jr. Fundamentals of Aerodynamics
任课教师：马峰
kang@bit.educ.n 13520294068 68911649
引 言 (INTRODUCTION)
流体力学： 宏观力学。 Fluid Mechanics, Fluid Hydrodynamics， Hydrodynamics
研究对象：流体(Fluid)。包括液体和气体。 液体——无形状，有一定的体积；不易压缩，存在自由（液）面。 气体——既无形状，也无体积，易于压缩。
研究任务： 研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体之间或流体与
固体之间的相互作用力，研究流动过程中动量、能量和质 量的传输规律，并将它们运用到解决工业、科研和生活中 的各种问题。
实验研究方法: 根据实际问题利用相似理论建立实验模型 选择流动介质 设备包括风洞、水槽、水洞、激波管、测试管系等
数值计算方法 ：数值方法是在计算机应用的基础上，采用各种离散化方 法（有限差分法、有限元法等），建立各种数值模型，通过计算机进行 数值计算和数值实验，得到在时间和空间上许多数字组成的离散解，最 终获得定量描述流场的数值解。近二三十年来，这一方法得到很大发展， 已形成专门学科——计算流体力学。
第一节 流体力学的发展简史
流体力学在中国
水利风力机械 在中国古代，以水为动力的简单机械就有了发展，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。
流体力学在中国
周培源(1902－1993)
江苏宜兴人。理论物理学家、流体力学家，教育 家，主要从事流体力学中的湍流理论和广义相对论中 的引力论的研究，奠定了湍流模式理论的基础，初步 证实广义相对论引力论中座标有关的重要论点。
吴仲华（Wu Zhonghua）
中国工程热物理学家。中国科学院院士。 原籍江苏苏州市， 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，建立了叶轮机械三元流理论，至今 仍是国内外叶轮机械设计计算的主要依据。
莱昂哈德·欧拉是瑞士数学家和物理学家。 他被一些数学史学者称为历史上最伟大的两位 数学家之一（另一位是高斯）。欧拉是第一个 使用“函数”一词来描述包含各种参数的表达 式的人，欧拉是有史以来最多产的数学家，他 的全集共计75卷。欧拉实际上支配了18世纪的 数学，对于当时新发明的微积分，他推导出了 很多结果。
流体力wenku.baidu.com在中国
钱学森
钱学森（1911－2009）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。最著名的就是卡门-钱学 森公式，利用这个公式可直接根据翼型对不可压缩 流中的压力系数进行可压缩性修正。
经典流体力学的奠基人，1755年发表《流体 运动的一般原理》，提出了流体的连续介质模 型，建立了连续性微分方程和理想流体的运动 微分方程，给出了不可压缩理想流体运动的一 般解析方法。他提出了研究流体运动的两种不 同方法及速度势的概念，并论证了速度势应当 满足的运动条件和方程。
流体力学的西方史
研究方法
理论研究方法:理论方法是通过对液体物理性质和流动特性的科学抽象提 出合理的理论模型。根据机械运动的普遍规律，建立控制液体运动的闭 合方程组，将原来的具体流动问题转化为数学问题，在相应的边界条件 和初始条件下求解。理论研究方法的关键在于提出理论模型，并能运用 数学方法求出理论结果，达到揭示液体运动规律的目的。但由于数学上 的困难，许多实际流动问题还难以精确求解。
流体力学的西方史
牛 顿（1642—1727） 英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自 然哲学家。1642年12月25日生于英格兰林肯郡 格兰瑟姆附近的沃尔索普村，1727年3月20日在 伦敦病逝。 牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力 学的创建。牛顿的成就，恩格斯在《英国状况十 八世纪》中概括得最为完整："牛顿由于发明了 万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行 了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二 项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于 认识了力的本性而创立了科学的力学"。
流体力学的西方史
伯努利（D.Bernoulli，1700－1782） 瑞士科学家 在1738年出版的名著《流体动力学》 中，建立了流体位势能、压强势能和 动能之间的能量转换关系──伯努利方 程。在此历史阶段，诸学者的工作奠 定了流体静力学的基础，促进了流体 动力学的发展。
流体力学的西方史
欧 拉（L.Euler，1707－1783）
流体力学的西方史
阿基米德（Archimedes，公元前287－212） 欧美诸国历史上有记载的最早从事流体力学 现象研究的是古希腊学者阿基米德，在公元 前250年发表学术论文《论浮体》，第一个阐 明了相对密度的概念，发现了物体在流体中 所受浮力的基本原理──阿基米德原理。
帕斯卡（B.Pascal,1623-1662），法国著名的数 学家、物理学家、哲学家和散文家。主要贡献是在 物理学上，提出了密闭流体能传递压强的原理--帕 斯卡原理，并以其名字命名压强单位。
流力 第一章
课程安排
学时数： 48 课程性质：专业基础课
参考书： （1）丁祖荣《流体力学》高等教育出版社. 2003 （2）Y. C. Fung. A first Course in Continuum Mechanics. ( Third
Edition) 2005. （3）John D. Anderson, Jr. Fundamentals of Aerodynamics