工程流体力学基本概念复习
工程流体力学复习资料
工程流体力学复习资料工程流体力学复习资料工程流体力学是一门研究流体在工程中运动和力学性质的学科。
它广泛应用于各个工程领域，如航空航天、汽车工程、建筑工程等。
对于学习和掌握工程流体力学的同学们来说，复习资料是必不可少的工具。
本文将为大家提供一些有关工程流体力学的复习资料，希望对大家的学习有所帮助。
一、流体力学基础知识1. 流体的性质：流体是一种物质状态，具有流动性和变形性。
流体包括液体和气体，其分子之间的相互作用力较小，因此流体的运动过程中，分子之间会发生相互滑动和碰撞。
2. 流体的运动描述：流体的运动可以通过速度场和压力场来描述。
速度场表示流体各点的速度分布情况，压力场表示流体各点的压力分布情况。
3. 流体的连续性方程：连续性方程是描述流体运动的基本方程之一，它表示了质量守恒的原理。
连续性方程可以用来描述流体在管道、河流等封闭系统中的流动情况。
4. 流体的动量守恒方程：动量守恒方程是描述流体运动的另一个基本方程，它表示了动量守恒的原理。
动量守恒方程可以用来描述流体在外力作用下的运动情况。
5. 流体的能量守恒方程：能量守恒方程是描述流体运动的第三个基本方程，它表示了能量守恒的原理。
能量守恒方程可以用来描述流体在热力学过程中的能量转化情况。
二、流体静力学1. 流体的静力学基本概念：流体静力学研究的是静止流体的力学性质。
在流体静力学中，我们需要了解压力、压强、液体的压强传递、浮力等基本概念。
2. 流体的压力：流体的压力是指单位面积上受到的力的大小。
根据帕斯卡定律，流体中的压力在各个方向上是均匀的，且与深度成正比。
3. 流体的浮力：浮力是指物体在液体中受到的向上的力。
根据阿基米德定律，浸没在液体中的物体所受到的浮力等于物体排开的液体的重量。
三、流体动力学1. 流体的运动描述：流体的运动可以分为层流和湍流两种情况。
层流是指流体的流动方式有序，流线平行且不交叉；湍流是指流体的流动方式混乱，流线交叉且不规则。
【工程流体力学知识点大全】
2020学年工程流体力学知识点大全第一章1、流体定义受任何微小切力都会产生连续变形（流动）的物质。
2、流体承受的作用力流体承受的力主要为压力，流动的流体可以承受切力。
3、流体特性：易流动性及粘性。
4、流体质点的概念流体质点就是流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体，也称流体微团。
5、流体质点具有四层含义：（1）宏观尺寸非常小；（2）微观尺寸足够大；（3）是包含有足够多分子的一个物理实体；（4）形状可以任意划分。
6、连续介质的概念：把流体视为由无数连续分布的流体微团所组成的连续介质，这就是流体的连续介质假设。
8、粘性的概念：流体运动时内部产生切应力的性质叫作流体的粘性。
9、粘性产生的原因：分子间的相互引力；分子不规则热运动所产生的动量交换10、牛顿内摩擦定律物理意义：切应力与速度梯度成正比。
12、体胀系数：当压强不变时，每增加单位温度所产生的流体体积相对变化率。
压缩系数：当温度不变时，每增加单位压强所产生的流体体积相对变化率。
体积弹性系数：每产生一个单位体积相对变化率所需要的压强变化量。
12、理想流体的概念假定不存在粘性，即其==0的流体为理想流体或无粘性流体。
13、不可压缩流体的概念压缩系数和体胀系数都为零的流体叫做不可压缩流体，或=C（常量）14、流体的主要力学模型连续介质、无粘性和不可压缩性第2章流体静力学1、作用在流体上的力质量力（重力、惯性力）、表面力（法向力、切向力）2、静压力特性：方向性、等值性4、等压面及选取流体中压强相等的点组成的面叫等压面。
等压面的选取：（1）同种流体；2）静止；3）连续。
5、静压强基本公式7、静压强的计算单位帕斯卡、液柱高单位、大气压单位10、物体浸在液体中的位置(1)沉体；(2)潜体；(3)浮体。
第三章流体动力学基础1、研究流体流动的方法拉格朗日法、欧拉法。
2、定常流动（恒定流动）：运动参数只是坐标的函数，而不是时间的函数。
非定常流动：流动参量随时间变化的流动3、在不可压缩流体中流线皆为平行直线的流动为均匀流。
工程流体力学复习重点概念
三、简答题1、 稳定流动及不稳定流动。
---在流场中流体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间改变，这种流动称为稳定流；反之，通过空间点处得流体质点运动要素的全部或局部要素随时间改变，这种流动叫不稳定流。
2、 产生流动阻力的原因。
---外因：水力半径的大小；管路长度的大小；管壁粗糙度的大小。
内因：流体流动中永远存在质点的摩擦和撞击现象，质点摩擦所表现的粘性，以及质点发生撞击引起运动速度变化表现的惯性，才是流动阻力产生的根本原因。
3、 串联管路的水力特性。
---串联管路无中途分流和合流时，流量相等，阻力叠加。
串联管路总水头损失等于串联各管段的水头损失之和，后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流量。
4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？---不是固定不变的。
通过层流边层厚度及管壁粗糙度值的大小进展比拟。
水力粗糙管。
水力光滑管；∆<∆>δδ5、 静压强的两个特性。
---1.静压强的方向是垂直受压面，并指向受压面。
2.任一点静压强的大小和受压面方向无关，或者说任一点各方向的静压强均相等。
6、 连续介质假设的内容。
---即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的，充满全空间的介质组成，物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配。
这一假设忽略物质的具体微观构造，而用一组偏微分方程来表达宏观物理量〔如质量，数度，压力等〕。
这些方程包括描述介质性质的方程和根本的物理定律，如质量守恒定律，动量守恒定律等。
7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式为〔22222212111122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ〕，其适用条件是稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动。
8、 因次分析方法的根本原理。
---就是因次和谐的原理，根据物理方程式中各个项的因次必须一样，将描述复杂物理现象的各个物理量组合而成无因次数群π，从而使变量减少。
流体力学期末总复习
习要求：
掌握两种流态和雷诺数的概念及流态的判 别方法；
了解圆管层流及湍流的运动规律、速度分 布； 掌握管路沿程压强（水头）损失（特别是 ）和局部压强（水头）损失的计算方法。
2.
3.
第4章重点复习内容
①
边界层、边界层流动分离的条件
②
③
管道流动结合孔口出流做管路计算
薄壁孔口自由出流和淹没出流
④
平板缝隙流动
第5章重点复习内容
本章主要介绍了相似原理和量纲分析。
在设计模型流动实验时，需要使模型流 动与实物流动具有一定的对应关系，这 就要求两个流动满足几何、运动、动力 这三个层次上的相似（力学相似），其 中动力相似是流动相似的主导因素。
动力相似要求两个流动各个同名力的比 值都相等，由此提出了不同的相似准则， 并定义了不同的相似准数。从理论上说， 只有当两个流动的各同名相似准数都相 等时，流动才严格地满足动力相似。但 在大多数情况下，并不需要、且常常也 不可能同时满足所有的相似准则。因此， 在设计模型流动时需要认真分析流动的 各个影响因素，优先考虑起主导作用的 相似准则。
第6章重点复习内容
应用伯努利方程解决工程实际应用问题时应注意以 下几点： 1、适用条件：不可压缩流体、定常流动、质量力 只有重力作用。
2、往往与连续方程联合使用。
3、在选取适当的位置势能为零的水平基准面后， 可选择过流断面上任意高度为已知点 z1 和 z2 列出 伯努利方程。（三选一列） 4、所选用的过流断面必须是缓变过流断面。且其 中一个断面应选在待求未知量所在处，另一个断面 应选在各参数已知处。
《工程流体力学》总复习
《工程流体力学》是很重要的一门专业基 础课，教材内容及课堂讲授内容均为最基
工程流体力学总复习题
⼯程流体⼒学总复习题⼯程流体⼒学总复习题⼀、名词解释1. .流体：易流动的物质，包括液体和⽓体。
2.理想流体：完全没有黏性的流体。
3.实际流体：具有黏性的流体。
4.黏性：是流体阻⽌发⽣变形的⼀种特性。
5.压缩性：在温度不变的条件下，流体在压⼒作⽤下体积缩⼩的性质。
6.膨胀性：在压⼒不变的条件下，流体温度升⾼时，其体积增⼤的性质。
7. ⾃由液⾯：与⼤⽓相通的液⾯。
8.重度：流体单位体积内所具有的重量。
9.压⼒中⼼：总压⼒的作⽤点。
10.相对密度：某液体的密度与标准⼤⽓压下4℃(277K)纯⽔的密度之⽐。
11.密度：流体单位体积内所具有的质量。
12.控制体：流场中某⼀确定不变的区域。
13.流线：同⼀瞬间相邻各点速度⽅向线的连线。
14. 迹线：流体质点运动的轨迹。
15.⽔⼒坡度：沿流程单位长度的⽔头损失。
16.扬程：由于泵的作⽤使单位重⼒液体所增加的能量，叫泵的扬程。
17.湿周：与液体接触的管⼦断⾯的周长。
18.当量长度：把局部⽔头损失换算成相当某L当管长的沿程⽔头损失时，L当即为当量长度。
19.系统：包含确定不变流体质点的任何集合。
20.⽔⼒粗糙：当层流底层的厚度⼩于管壁粗糙度时，即管壁的粗糙突起部分或全部暴露在紊流区中，造成新的能量损失，此时的管内流动即为⽔⼒粗糙。
21.压⼒体：是由受压曲⾯、液体的⾃由表⾯或其延长⾯和由该曲⾯的最外边界引向液⾯或液⾯延长⾯的铅垂⾯所围成的封闭体积。
22.长管：可以忽略管路中的局部⽔头损失和流速损失的管路。
23.短管：计算中不可以忽略的局部⽔头损失和流速损失的管路。
24.层流：流动中黏性⼒影响为主，流体质点间成分层流动主要表现为摩擦。
25.紊流：雷诺数⼤于2000的流动，表现的是液体质点的相互撞击和掺混。
26.当量直径：对于⾮圆形的管路，当量直径等于⽔⼒半径的1/4倍。
27.⽔⼒半径：管路的断⾯⾯积与湿周之⽐。
28.等压⾯：⾃由液⾯、受压曲⾯和受压曲⾯各端点向上引⾄⾃由液⾯构成的封闭曲⾯所围成的体积。
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4.2雷诺运输定理 雷诺运输方程－揭示系统内流体参数变
化与控制体内流体参数变化之间关系。
系统与控制体的对比与关联
系统 系统
系控统制体 系 统
系统位置随运动而改变， 可能与控制位置重叠
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39
第四章 流体动力学分析基础
4.2雷诺运输定理
雷诺运输方程－揭示系统内流体参数变 化与控制体内流体参数变化之间关系。
系统与控制体的对比与关联
系统 系统
系控统制体 系 统
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40
I II
第四章 流体动力学分析基础
4.2雷诺运输定理
III
系统内与控制体内物理量随时间变化率之关
系的推导
设B为物理量，B的质量变化率为
dB
dm
B
(
dB )dm dm
dm
dV
(4-1)
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45
I II
第四章 流体动力学分析基础
4.2雷诺运输定理
III
逐项分析下式各项：
lim lim lim dB
( dt )s
t 0
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9
流体的连续介质假设
体积无穷小的微量流体称为 “流体质 点”。
流体质点的尺寸远大于分子间距离，质 点间的距离不大于分子间距离，即认为 质点间没间隙。
流体是由无数连续分布的流体质点所组 成的连续介质。
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练习题
1、下列命题中正确的有（ ）。 A、易流动的物质称为流体 B、液体和气体均为流体 C、液体与气体的主要区别是气体易于压
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工程流体力学基础知识
工程流体力学复习题第一章流体的力学性质1、连续介质（概念)、假设(质量分布、运动、内应力连续））2、流体的主要物理性质（a）分类（固、液、气各自特点）（b）流动性（c)可压缩性和膨胀性（d)粘性(牛顿内摩擦定律、液体和气体（温度、压力）)（e)表面张力（润湿和不润湿)3、牛顿流体和非牛顿流体第二章流体运动学基本概念1、流动分类（流体性质、流动状态、流动空间的坐标数目)2、描述流体运动的两种方法（a)拉格朗日法和欧拉法基本思路（b）质点导数（c）迹线和流线的意义及其求解（，)3、有旋流动和无旋流动(概念及其基本性质)涡量的连续性方程、速度场有势的充要条件是流动无旋等第三章流体静力学1、作用在流体上的力（质量力和表面力）2、流体静止时质量力必须满足的条件3、有势质量力场中静止流体的分界面上，既是等压面也是等势面。
4、静止的正压流场，其质量力必然有势；反之，质量力有势，非正压流场不可能处于静止状态，处于静止状态的必然是正压流场。
5、重力场静止液体的压力分布和物体受力（、）第四章流体流动基本原理1、系统和控制体的定义和区别2、输运公式定义及其表达式（系统质量、动量、能量变化率）3、质量守恒方程（a)定义（，质量流量、质量通量）（b）特殊形式的应用(，稳态、不可压缩）4、动量守恒方程（a）定义(，动量流量）(b）应用5、能量守恒方程（a）定义（b）伯努利方程（简化条件、公式（理想不可压缩流体稳态流动）第五章不可压缩流体的一维层流流动1、常见边界条件（固壁—流体、液体—气体、液体—液体）2、流动条件说明（稳态、不可压缩、一维、层流、充分发展流动）3、狭缝流动（概念、产生流动的因素——压差流、剪切流）4、管内流动分析（切应力和速度分布规律）5、降膜流动分析第六章流体流动微分方程——连续性方程和运动方程（了解)1、连续性方程不可压缩流体2、运动方程(以应力表示的运动方程→引入牛顿流体本构方程→N－S方程）第八章流体力学的实验研究方法1、流动相似（几何相似、运动相似、动力相似的定义和应用）2、相似准则（至少四个相似准数及其物理意义、计算应用）3、量纲分析(常见物理量的量纲、基本量纲（M、L、T）、量纲分析方法:瑞利（Rayleigh)方法和白金汉姆（Buckingham）方法)第九章管内流体流动1、流态的判定（指标、层流、过渡流、湍流）2、圆管内充分发展的层流流动（阻力损失、阻力系数）3、湍流的半经验理论(布辛聂斯克涡粘性假设、普朗特混合长度理论、壁面附近湍流的三个区域）4、圆管内充分发展的湍流流动（光滑管、粗糙管（水力光滑管、过渡型圆管、水力粗糙管）沿程阻力系数）5、圆管内流体流动的速度分布6、沿程阻力损失的计算7、圆管进口段流动分析8、非圆形截面管内的流体流动(水力当量直径的计算)参考公式哈密尔顿算子速度梯度流体的散度旋度。
工程流体力学复习知识总结
工程流体力学复习知识总结一、是非题。
1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。
（错误）2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。
（正确）3. 附面层分离只能发生在增压减速区。
（正确）4. 等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。
（错误）5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。
（错误）6. 平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。
（正确）7. 流体的静压是指流体的点静压。
（正确）8. 流线和等势线一定正交。
（正确）9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。
（正确）10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。
（正确）11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。
（正确）12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。
（正确）13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。
（正确）14. 相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。
（正确）15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。
（正确）16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。
（错误）17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。
（错误 )18流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。
（错误）二、填空题。
1、1mmH 2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。
3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。
4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时惯性力与粘性力的对比关系。
5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q为，总阻抗S 为。
串联后总管路的流量Q 为，总阻抗S 为。
6、流体紊流运动的特征是脉动现像，处理方法是时均法。
7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。
8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。
9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。
工程流体力学知识整理
流体：一种受任何微小剪切力作用，都能产生连续变形的物质。
流动性：当某些分子的能量大到一定程度时，将做相对的移动改变它的平衡位置。
流体介质：取宏观上足够小、微观上足够大的流体微团，从而将流体看成是由空间上连续分布的流体质点所组成的连续介质压缩性：流体的体积随压力变化的特性称为流体的压缩性。
膨胀性：流体的体积随温度变化的特性称为流体的膨胀性。
粘性：流体内部存在内摩擦力的特性，或者说是流体抵抗变形的特性。
牛顿流体：将遵守牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，反之称为非牛顿流体。
理想流体：忽略流体的粘性，将流体当成是完全没有粘性的理想流体。
表面张力：液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。
表面力：大小及表面面积有关而且分布作用在流体微团表面上的力称为表面力。
质量力：所有流体质点受某种力场作用而产生，它的大小及流体的质量成正比。
压强：把流体的内法线应力称作流体压强。
流体静压强：当流体处于静止或相对静止时，流体的压强称为流体静压强。
流体静压强的特性：一、作用方向总是沿其作用面的内法线方向。
二、任意一点上的压强及作用方位无关，其值均相等（流体静压强是一个标量）。
绝对压强：以完全真空为基准计量的压强。
相对压强：以当地大气压为基准计量的压强。
真空度：当地大气压-绝对压强液体的相对平衡：指流体质点之间虽然没有相对运动，但盛装液体的容器却对地面上的固定坐标系有相对运动时的平衡。
压力体：曲面上方的液柱体积。
等压面：在平衡流体中，压力相等的各点所组成的面称为等压面。
特性一、在平衡的流体中，过任意一点的等压面，必及该点所受的质量力互相垂直。
特性二、当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。
流场：充满运动流体的空间称为流场。
定常流动：流场中各空间点上的物理量不随时间变化。
缓变流：当流动边界是直的，且大小形状不变时，流线是平行（或近似平行）的直线的流动状态为缓变流。
急变流：当流边界变化比较剧烈，流线不再是平行的直线，呈现出比较紊乱的流动状态称为急变流。
机械工程流体力学与热力学重点考点梳理
机械工程流体力学与热力学重点考点梳理1. 流体力学概述1.1 流体力学的基本概念1.2 流体的性质和分类1.3 流体运动的描述方法2. 流体静力学2.1 流体的压力和压强2.2 大气压力和气压测量2.3 浮力与浮力条件2.4 压力的传递和帕斯卡定律2.5 压力的稳定性和压力图形3. 流体动力学基础3.1 流体的密度、质量流量和体积流量3.2 流体的速度和速度梯度3.3 流体的连续性方程3.4 流体的动量守恒方程3.5 流体的能量守恒方程4. 流体流动与阻力4.1 管道流动的基本条件4.2 管道流动的雷诺数和阻力系数4.3 流体流动的类型和特性4.4 流体的黏性和黏性流动4.5 流体阻力的计算方法5. 流体力学实验5.1 流体力学实验的基本原理5.2 流体流动实验的设备和仪器5.3 流体力学实验的设计和数据处理5.4 流体力学实验的安全措施和注意事项6. 热力学基础6.1 热力学的基本概念和假设6.2 系统和热力学性质6.3 热力学过程和热力学定律6.4 热力学方程和热力学函数6.5 理想气体和非理想气体的热力学性质7. 热力学循环与功效7.1 热力学循环的基本概念和分类7.2 热力学循环的效率和性能参数7.3 理想气体的热力学循环7.4 实际热力学循环的特点和改进方法7.5 热力学循环在工程中的应用8. 热传导与传热8.1 热传导的基本原理和方程8.2 热传导的几何参数和导热性质8.3 热传导的稳态和非稳态8.4 传热方式的分类和特性8.5 传热计算和传热设备9. 边界层和对流传热9.1 边界层的形成和特性9.2 边界层的分类和厚度9.3 粘性流体的边界层和无粘流体的边界层 9.4 边界层传热和换热系数9.5 对流传热的机制和传热表达式10. 流体力学与热力学应用10.1 流体力学在飞行器设计中的应用10.2 流体力学在水力工程中的应用10.3 流体力学在能源系统中的应用10.4 热力学在汽车工程中的应用10.5 热力学在热能工程中的应用以上为机械工程流体力学与热力学的重点考点梳理，掌握了这些知识点，可以对机械系统中的流体行为和热力学性能进行分析和设计，为工程实践提供理论支持。
工程流体力学基本概念复习
▲连续介质模型：将流体作为无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质▲压缩性质和膨胀性质：流体在一定的温度下压强增大，体积减小；压强一定，温度变化，体积相应变化。
所有流体都具有这种特性。
▲流体黏性：流体流动时产生的内摩擦力的性质，是物体固有属性，但只有在运动状态下才能显现。
▲影响粘性的因素：①压强：压强改变对气体和液体的粘性的影响有所不同。
由于压强变化，对分子的动量交换影响非常小，所以气体的粘性随压强的变化很小。
压强增大时对分子的间距影响明显，故液体的粘性受压强变化的影响较气体大。
②温度：温度升高时气体的分子热运动加剧，气体的粘性增大，分子距增大对气体粘性的影响可以忽略不计。
对于液体，由于温度升高体积膨胀，分子距增大，分子间的引力减小，故液体的粘性随温度的升高而减小。
而液体温度升高引起的液体分子热运动的变化对粘性的影响可以忽略不计。
▲理想流体：为了处理工程实际问题方便起见建立一个没有黏性的理想流体模型，即把假想没有黏性的流体作为理想流体。
▲牛顿流体：剪切应力和流体微团角变形速度成正比的流体即符合牛顿内摩擦定律的流体▲非牛顿流体：剪切应力和角变形之间不符合牛顿内摩擦定律的流体称为非牛顿流体▲表面张力：自由液体分子间引力引起的，其作用结果使得液面好像一张紧的弹性膜▲毛细现象：由于内聚力和附着力的差别使得微笑间隙的液面上升和下降的现象▲绝对压强：以绝对真空为基准度量的压强▲相对压强/计示压强：以大气压为基准的度量▲真空：当被测流体的绝对压强低于大气压时，测得的计示压强为负值，负的表压强▲流体静压强：当流体处于平衡或相对平衡状态时，作用在流体上的应力只有法向应力而没有切向应力；此时，流体作用面上的法向应力就是静压强p，（单位Pa）▲流体静压强特性：①流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。
②静止流体中任一点的流体静压强和作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数。
▲欧拉平衡方程物理意义：在静止流体内部的任一点上，作用在单位质量流体上的质量力和流体静压强相平衡。
工程流体力学知识点总结
工程流体力学知识点总结一、工程流体力学的内容1.流体力学的基本概念工程流体力学是一门重要的工程学科，它是研究运动的流体分布特性、流动过程的动力学特征、流体受力的控制机理以及提供理论支持的工程应用理论。
它综合了物理学、数学、材料学和力学等知识，它包括流体动力学、传热传质、流体力学和流体机械等方面的研究内容。
2.流体动力学流体动力学是流体运动的力学理论，它研究的是流体中的物理量，如流速、压力、密度等的变化和流体运动的规律。
它是流体物理学的基本内容，是工程流体力学的基础理论。
它的研究内容主要包括流体的静力学、流体的流变力学、流体的流动特性、流体的热力学性质、流体的动力学和流体的流动特性等。
3.传热传质传热传质是研究流体在传热和传质的过程中热量和物质的传递机理的一门学科。
它包括流体的热传导、热对流和热辐射、物质的传质、物质输运等方面的内容。
4.流体力学流体力学是一门综合学科，是研究流体的能量、动量和位置变化的动力学特性及其应用的学科。
流体力学研究的内容包括流体的流量和压力、流体的质量和动量、流体的流速、流体的流动特性等。
它主要研究的是流体受力的特性和运动特性，是工程流体力学中最重要的学科之一。
5.流体机械的理论流体机械是研究利用流体动力驱动转子的机械装置的科学，包括机械装置的流体的传动特性、涡轮机械和泵的流量控制、流体中的变频调速以及比热容与流场等。
它是工程流体力学中的重要内容，也是工程设计的重要基础。
二、工程流体力学的应用工程流体力学的基本理论可以应用于各种工程中，如机械制造、空气动力学、海洋技术、热能技术、新能源技术、能源储存和节能技术、化工反应技术等。
它在社会经济建设中发挥着重要作用，可以为社会生产提供良好的环境保护技术手段，也可以为工程设计和技术开发提供依据。
工程流体力学总复习课件
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)2πrdr
R 0
12ρω2(r 2
r02 )2πrdr
0
例5 圆弧形r02闸门12 R长2
，∴圆心r角0
R
2
2m
，半径
，如图所示。若弧b 形5闸m门的转轴与水面齐6平0，
R 4m
总复习
工程流体力学
求作用在弧形闸门上的总压力及其作用点的位置。
1、本章小节：
1、静压力的特性
1.1 方向为内法线方向
1.2 大小与作用面的方位无关
2、压强的分布公式
重力 非粘性压力 0
(
p x
i
p y
j
p z
k)dxdydz
(Xi
Yj
Zk)ρdxdydz
0
X gx , Y gy , Z gz X 0 , Y 0 , Z g
p z
ρgz
bh 3 Jc 36
Jc
d 4 64
总复习
4、静止流体作用在曲面上的总压力 4.1 总压力的水平分力
Px γh cAz 4.2 总压力的垂直分力
4.3 总压力Pz 的γ大小hdAx γV压力体
4.4 总压力P与 水P平x2方向Pz2的夹角：
θ
arctan
Pz Px
工程流体力学
总复习
5、等加速直线运动中液体平衡 基本方程：
μVπdL δ
两个力作用下G作 匀Gs速in运θ动
∴
θ
F G Gsinθ
总复习
工程流体力学
即
Gsinθ μδVπdL
μ
δGsinθ VπdL
流体力学重点概念总结(可直接打印版)
流体力学重点概念总结(可直接打印版)第一章绪论表面力，也称面积力，是指直接施加在隔离体表面上的接触力，其大小与作用面积成比例。
剪力、拉力和压力都属于表面力。
质量力是指作用于隔离体内每个流体质点上的力，其大小与质量成正比。
重力和惯性力都属于质量力。
流体的平衡或机械运动取决于流体本身的物理性质（内因）和作用在流体上的力（外因）。
XXX通过著名的平板实验，说明了流体的粘滞性，并提出了牛顿内摩擦定律。
根据该定律，剪切应力τ只与流体的性质有关，与接触面上的压力无关。
动力粘度μ是反映流体粘滞性大小的系数，单位为N•s/m2.运动粘度ν等于动力粘度μ除以流体密度ρ。
第二章流体静力学流体静压强具有以下特性：首先，流体静压强是一种压应力，其方向总是沿着作用面的内法线方向，即垂直于作用面，并指向作用面。
其次，在静止的流体中，任何点上的流体静压强大小与其作用面的方位无关，即同一点上各方向的静压强大小均相等。
流体静力学基本方程为P=Po+pgh，其中Po为参考压力，p为流体密度，g为重力加速度，h为液体高度。
等压面是压强相等的空间点构成的面。
绝对压强以无气体分子存在的完全真空为基准起算，而相对压强以当地大气压为基准起算。
真空度是绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值。
测压管水头是单位重量液体具有的总势能。
在平面上，净水总压力是潜没于液体中的任意形状平面的总静水压力P，其大小等于受压面面积A与其形心点的静压强pc之积。
需要注意的是，只要平面面积与形心深度不变，面积上的总压力就与平面倾角θ无关，压心的位置与受压面倾角θ无直接关系，是通过XXX表现的，而压心总是在形心之下。
对于作用在曲面壁上的总压力，水平分力Px等于作用于该曲面的在铅直投影面上的投影（矩形平面）上的静水总压力，方向水平指向受力面，作用线通过面积Az的压强分布图体积的形心。
垂直分力Pz等于该曲面上的压力体所包含的液体重，其作用线通过压力体的重心，方向铅垂指向受力面。
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。
水力学(工程流体力学)复习要点
6
6、曲面上静水总压力计算中应注意的问题
1）正确绘制Px分布图。这里， 弄清投影面Ax的意义并找出相应 曲面的Ax是至关重要的；
2）正确绘制压力体剖面图。绘 制压力体剖面图，实质上是按一 定的方式和比例（同一点的Pz与 h等长），绘制“垂直方向的压 强分布图”。
7
例1:复式压差计测气体管道的压强差。
17
（1）连续方程——计算某一已知过水断面的面积和断
面平均流速或者已知流速求流量
A1v1 A2v2
（2）能量方程——是最重要最常用的基本方程：它与
连续方程联合求解可以计算断面上的平均流速或平均压强， 与动量方程联解，可以计算水流对边界的作用力，在确定 建筑物荷载和水力机械功能转换中十分有用
p1 v p2 v z1 z2 hw g 2 g g 2 g
10
证明
上下游的湿水长度
L=H/sinθ, l=h/sinθ 上下游的总压力 力F和f 对O取矩
1 1 F gHbL , f ghbl 2 2
L l F( s ) f ( s ) 3 3
整理得
l f 1 L H F S 3 1 f F
即
H 3 h3 S 3( H 3 h3 ) sin
25
• 计算简图
1.计算简图是一在脱离体上标出了全部作用力及流速方向
的示意图 2.作用于脱离体上的力包括 （1）表面力： 1）两渐变流断面处相邻水体对脱离体的动水总压力 2）周界表面对脱离体的作用力（包括：作用于脱离体周 界表面上的动水总压力；脱离体侧表面上的液流阻力）
（2）质量力：脱离体内液体的重力
Pz
h
d
螺栓所受总拉力即为Pz
工程流体力学期末复习重点
第一章1、流体的定义：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。
2、流体的连续介质假设流体是由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。
表征流体特性的物理量可由流体质点的物理量代表，且在空间连续分布。
3、不可压缩流体—流体的膨胀系数和压缩系数全为零的流体4、流体的粘性是指当流体质点/ 微团间发生相对滑移时产生切向应力的性质，是流体在运动状态下具有抵抗剪切变形的能力。
5、牛顿摩擦定律作用在流层上的切向应力与速度梯度成正比，其比例系数为流体的动力粘度。
即μ—动力粘性系数、动力粘度、粘度, Array Pa⋅s或kg/(m⋅s)或(N⋅s)/m2。
6、粘性的影响因素（1）、流体的种类（2）、流体所处的状态（温度、压强）压强通常对流体粘度影响很小：只有在高压下，气体和液体的粘度随压强升高而增大。
温度对流体粘度影响很大：对液体，粘度随温度上升而减小；对气体，粘度随温度上升而增大。
粘性产生的原因液体：分子聚力T增大，μ降低气体：流层间的动量交换T增大，μ增大1、欧拉法速度： 加速度：2、流场——充满运动流体的空间称为流场流线——流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。
流线方程流管——由流线所组成的管状曲面称为流管。
流束——流管所充满的流体称为流束。
流量——单位时间通过有效断面的流体量以体积表示称为体积流量Q （m 3/s ）以质量表示称为质量流量Q m （kg/s ）3、当量直径De4、亥姆霍兹(Helmholtz)速度分解定理旋转线变形角变形wdtdzv dt dy u dt dx ===dtdzz u dtdy y u dt dx x u t u Dt Dua x ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==)()(0y z z y x u u z y zx xy xx δωδωδεδεδε-++++=)()(0z x x z y v v x z xy yz yy δωδωδεδεδε-++++=)()(0x y y x z w w y x yz xz zz δωδωδεδεδε-++++=5、粘性流体的流动形态雷诺数的物理意义惯性力粘性力2223l V lV l ma F inerρρ=∝=Vl l lVA dy du A F vis μμμτ==∝=2第四章1、系统 (System)：是一定质量的流体质点的集合。
流体力学知识点总结
流体力学知识点总结x一、流体力学基本概念1、流体：指气体和液体，其中气体又称气态物质，液体又称液态物质，也指过渡态的固、液、气。
2、流体静力学：指研究流体在外力作用下的静态特性、压强及重力场等的一般理论。
3、流体动力学：指研究复杂流动现象的动态特性，如流速、湍流及涡流等。
4、流体性质：指流体具有的物理性质，如密度、粘度、比容、表面张力和热特性等。
二、基本假定1、流体的原子间的相互作用是可以忽略的，可以认为是稀薄的。
2、可以假设流体每@点的性质是一致的，允许有速度和温度的变化，其变化有连续性。
3、流体的流动受力不受力，受力的变化很小。
4、流体流动的程度比凝固物体的几何比例大，可以忽略凝固物体对流体流动的影响。
三、流体力学基本概念1、流体质量流率：是流体中的所有物质在某一时刻的移动量，单位为千克/秒（千克/秒）。
2、流体动量流率：是流体中所有物质在某一时刻的动量的移动量，单位是千克·米/秒（千克·米/秒）。
3、流体的动量守恒：流体系统中的动量移动量不变，即：动量进入系统等于动量离开系统。
4、流体的动量定理：假定流体的粘度是恒定的，在流体力学中，运动的流体的动量守恒定理如下：5、流体的能量守恒：流体系统中的能量移动量不变，即：能量的一部分进入系统、离开系统或转移到其他系统中等于能量的一部分离开系统或转移到系统中。
6、绝对动量守恒：在不考虑粘度、流体的办法、温度及热量的变化的情况下，流体系统的绝对动量总量不变。
四、流体力学基本公式1、流体的动量定理：即Bernoulli定理，它用来描述非稳定流动中的动量转换，其形式为：p+ρv2∕2+ρgz=P+ρV+2；2、流体的能量定理：即费休定理，它用来描述流体中的施加动能和升能变化，其形式为：p+ρv2∕2+ρgz=P+ρV∕2+ρgz；3、流体力学定理：即拉格朗日定理，它用来描述流体的流动变化，其形式为：p+ρv2∕2+ρgz=p0+ρv02∕2+ρgz0；4、流体的动量方程：用来描述流体的动量变化，其形式为：(ρv)t+·ρvv=p+·μv+ρf。
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▲连续介质模型：将流体作为无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质▲压缩性质和膨胀性质：流体在一定的温度下压强增大，体积减小；压强一定，温度变化，体积相应变化。
所有流体都具有这种特性。
▲流体黏性：流体流动时产生的内摩擦力的性质，是物体固有属性，但只有在运动状态下才能显现。
▲影响粘性的因素：①压强：压强改变对气体和液体的粘性的影响有所不同。
由于压强变化，对分子的动量交换影响非常小，所以气体的粘性随压强的变化很小。
压强增大时对分子的间距影响明显，故液体的粘性受压强变化的影响较气体大。
②温度：温度升高时气体的分子热运动加剧，气体的粘性增大，分子距增大对气体粘性的影响可以忽略不计。
对于液体，由于温度升高体积膨胀，分子距增大，分子间的引力减小，故液体的粘性随温度的升高而减小。
而液体温度升高引起的液体分子热运动的变化对粘性的影响可以忽略不计。
▲理想流体：为了处理工程实际问题方便起见建立一个没有黏性的理想流体模型，即把假想没有黏性的流体作为理想流体。
▲牛顿流体：剪切应力和流体微团角变形速度成正比的流体即符合牛顿内摩擦定律的流体 ▲非牛顿流体：剪切应力和角变形之间不符合牛顿内摩擦定律的流体称为非牛顿流体 ▲表面张力：自由液体分子间引力引起的，其作用结果使得液面好像一张紧的弹性膜 ▲毛细现象：由于内聚力和附着力的差别使得微笑间隙的液面上升和下降的现象 ▲绝对压强：以绝对真空为基准度量的压强▲相对压强/计示压强：以大气压为基准的度量▲真空：当被测流体的绝对压强低于大气压时，测得的计示压强为负值，负的表压强▲流体静压强：当流体处于平衡或相对平衡状态时，作用在流体上的应力只有法向应力而没有切向应力；此时，流体作用面上的法向应力就是静压强p ，nn n p dAdF p -=-（单位Pa ） ▲流体静压强特性：①流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。
②静止流体中任一点的流体静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数。
▲欧拉平衡方程物理意义：在静止流体内部的任一点上，作用在单位质量流体上的质量力和流体静压强相平衡。
▲流体平衡条件：只有在有势的质量力作用下，不可压缩流体才能处于平衡状态 ▲定常流动：将流场中流动参量均不随时间发生变化的流动；否则称为非定常流动▲迹线：流体质点在流场中运动时，由一点到另一点所描绘的运动轨迹。
▲流线：流场中某一瞬时的光滑曲线，该曲线上的流体质点的运动方向均和该曲线相切 ▲系统：由确定的流体质点组成的流体团或流体体积V(t)；控制体：相对于坐标系固定不变的空间体积V 。
是为了研究方便而取定的▲相似准则：在几何相似的条件下，两种物理现象保证相似的条件或准则▲两个流场完全相似的重要特征和条件：模型与原流场的 几何相似 运动相似 动力相似 ▲处于XX 场下的两个相似流场，xx 必然相似▲重力相似准则（弗劳德准则）：重力之比：g l F C C C Vgg V W W C 3ρρρ='''='= ▲粘性力相似准则（雷诺准则）：黏性力之比：v l x x F C C C Ady dv A y d v d F F C μμμμμ=''''='=)/()/( ▲压力相似准则（欧拉准则）：总压力之比：2l p F C C pAA p F F C =''='= ▲弹性力相似准则（柯西准则）：弹性力之比：2l k e e F C C VKAdV V V d A K dpA A p d F F C =''''=''='= ▲表面张力相似准则（韦伯准则）：张力之比：l F C C l l F F C σσσσσ=''='=▲非定常相似准则（斯特劳哈尔准则）：当地加速度引起的惯性力之比：13)()(-=∂∂'∂'∂''='=t v l x x It It F C C C C t v V t v V F F C ρρρ ▲相似流动满足的条件：①任何相似流动都属于同一类流动，相似流场对应点上的各种物理量，都应该为相同的微分方程所描述。
②相似流场对应点上的各物理量都有唯一确定的解，即流动满足单值条件。
③由单值条件中的物理量所确定的相似准则数相等是流动相似必须满足的条件▲粘性流体总流的伯努利方程适用条件：①流动为定常流动；②流体为黏性不可压缩的重力流体；③列方程的两过流断面必须是缓变流截面，而不必顾及两截面间是否有急变流▲紊流时均值：在时间间隔t ∆内某一流动参量的平均值。
公式：⎰∆∆=t xi x dt v t v 01 ▲沿程损失：是发生在缓变流整个流程中的能量损失，是由流体的粘滞力造成的损失。
其大小和流体流动的状态及管道壁面的粗糙状态有关▲局部损失：①定义：发生在流动状态急剧变化的急变流中。
流体流过管路中一些局部件时，流线变形，方向变化，速度重新分布，还有漩涡的产生因素，使得流体质点间产生剧烈能量交换而产生损失。
②发生原因：流体经过这些局部件时，由于流通截面，流动方向的急剧变化，引起速度场的迅速变化增大流体间的摩擦，碰撞以及形成涡旋等原因。
▲光滑管/水力光滑：当εδ>时，粘性底层完全淹没了管壁的粗糙凸出部分。
这是紊流完全感受不到关闭粗糙度的影响，流体好像在完全光滑管道中流动一样，这种情况的管内流动称为光滑管/水力光滑▲粗糙管/水力粗糙：当εδ<时，管壁粗糙凸出部分有一部分或者大部分暴露在紊流区中，当流体流出凸出部分时，将产生漩涡，造成能量损失。
管壁粗糙度将对紊流产生影响。
这种情况管内流动称为粗糙管/水力粗糙▲尼古拉兹曲线：①层流区Re<2320，管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响；②过渡区2320<Re<4000，为由层流向紊流的转捩区，可能是层流也可能是紊流，数据分散无规律；③紊流光滑管区()7826.98Re 4000εd <<，该区沿程损失系数与相对粗糙度无关，只与雷诺数有关；④紊流粗糙管过渡区()()85.082308Re 26.98εεd d <<，随着雷诺数增大，黏性底层逐渐减薄，水力光滑管逐渐变为水力粗糙管，进入粗糙管过渡区。
相对粗糙度大的管流首先离开光滑管区，而且随着Re 增大，λ增大。
该区域的沿程损失系数与相对粗糙度、雷诺数有关；⑤紊流粗糙管平方阻力区()Re 230885.0<d ，该区内流动能量损失主要决定于流体质点的脉动，黏性的影响可以忽略不计。
沿程损失系数与雷诺数无关，只与相对粗糙度有关，流动的能量损失与流速的平方成正比▲莫迪图：①层流区；②临界区（过渡区）；③光滑管；④过渡区（紊流粗糙管过渡区）；⑤完全粗糙区（紊流粗糙管平方阻力区）▲水击现象：当管道中的阀门突然关闭时，以一定的压强流动的水由于受阻速度突然降低，压强突然升高。
突然升高的压强迅速向上游传播，并在一定条件下反射回来，产生往复波动而引起管道振动。
危害：水击引起的压强波动值很高，可达管道正常工作压强的几十倍甚至几百倍，会严重影响管道系统的正常流动和水泵的正常运转，压强很高的水击还会造成管道、管件的破裂。
▲空化：在20度时，如果将水的压强降到饱和蒸汽压强以下也会产生沸腾，为了和100度时的沸腾加以区分，通常称这种现象为空化▲空蚀：空泡溃灭时造成材料表面剥蚀的空蚀现象▲气流的三种状态：①滞止状态：如果气流按照一定的过程滞止到0，这时参数称为滞止参数，滞止状态为实际中存在状态；②极限状态：气体的焓全部转化为气体宏观运动的动能，即静压和静温为零，气流速度达到极限速度，这一速度是气流膨胀到完全真空所能达到的最大速度；③临界状态：随着气流速度增大在某一点上会有气流速度等于当地声速的状态，即Ma=1该态称为临界状态▲壅塞现象：由于喷管出口的气流压强高于环境背压，气体在喷管内没有完全膨胀，气体出喷管后继续膨胀，故称膨胀不足。
此时，虽然背压小于临界压强，由于微弱扰动波不能逆流上传，流量不再随背压降低而增大的现象▲气流参数和通道截面之间的关系：对于一维定常绝能等熵流动，不论是亚声速还是超声速，若气流加速运动，压强、密度和温度不断下降，气流经历的是膨胀加速的过程；反之，当气流减速流动时，其经历的是压缩过程，气流变化都与马赫数有关①Ma<1时，气流作亚声速流动，对于亚声速变截面的流动，随着流通截面积的增大，气流速度降低，压强增大；截面积减小，则流速增大，压强降低。
参数变化规律和不可压缩流体相同。
②Ma>1时，气流作超声速流动，对于超声气流，随着截面积的增大，气流速度增大，压强降低；截面积减小，则气流速度减小，压强增大。
参数变化规律和不可压缩流体截然相反。
③Ma=1时，气流跨声速流动，气流由亚声速变为超声速时，管道必须先收缩，后扩张，中间必然出现一个最小截面，在这一截面上气流速度实现声速，达到临界状态，最小截面称为喉部，其后随着截面积的增大，气流做超声速流动。
综上所述，不论是亚声速气流转化为超声速气流，还是超声速气流转化为亚声速气流，除要求气流在进出口的参数以外，还必须要求气流在最小截面上达到声速，否则，就不会达到预想的流动速度。
▲有旋流动：流体微团的旋转角速度不等于零的流动▲无旋流动：流体微团的旋转角速度等于零的流动▲旋涡强度（涡通量）：在涡量场中选取一微元面积dA 其上流体微团的涡通量为dA n 为，ω2=Ω的外法线方向，定义()dA dA n dA dJ n ωωω2cos 2=⋅=⋅Ω=为任意微元面积dA 上的旋涡强度，也称涡通量。
任意面积A 上的旋涡强度为⎰⎰⎰⎰=⋅Ω=AnA dA dA J ω2 ▲速度环量：在流场的封闭周线上，流体速度矢量沿周线的线积分()⎰⎰++=⋅=Γdz v dy v dx v dl v z y x▲均匀等速流：流速的大小和方向沿流线不变的流动为均匀流，若流线平行且流速相等，则称均匀等速流▲点源和点汇：无限大平面上，流体从一点沿径向直线均匀的向外流出的流动称为点源，如果流体沿径向均匀的流向一点，称为点汇。
▲蠕流：雷诺数很低的流动▲边界层：物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层。
黏性流体绕流物体时，由于黏性的作用，在物体的表面附近，存在一速度急剧变化的薄层——边界层。
▲边界层的特点：①边界层内沿壁面法线方向速度梯度很大；②与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小；③边界层沿流体流动方向逐渐增厚，其外缘与流线不重合；④在边界层内粘滞力与惯性力属于同一数量级；⑤边界层内沿壁面法线方向各点的压强相等，都等于主流在边界层外缘对应点上的压强；⑥边界层内流体也有层流和紊流两种流动状态。