江苏大学版流体力学
流体力学第一章
蔡增基《流体力学》考点精讲及复习思路第一章 绪论１ 本章考情分析本章主要介绍了流体力学中的最基本概念和流体的主要力学性质，考试中主要在名词解释、简答以及小计算题涉及，相对来说属于基础题，但切不可掉以轻心，本章是理解全书的基础。
在试卷后五道计算大题中，本章的内容虽不会直接予以考察，但对于理解题目、分析和计算中占有举足轻重的地位，所以这一章显得尤为关键。
２．本章框架结构本章首先介绍了流体的概念，然后介绍了流体的主要力学性质，继而按照流体上力的作用方式分析了作用在流体上的力。
最后阐述了力学模型及三大假设。
３．［考点精讲］考点一 流体的概念（１）流体流体指可以流动的物质，包括气体和液体。
特点（与固体比较）：流体分子间引力较小，分子运动剧烈，分子排列松散，流体不能保持一定的形状，具有较大的流动性。
（２）气体和液体差别：一是气体具有很大的压缩性，液体压缩性非常小；二是气体将充满整个容器，而液体则有可能存在自由液面。
（３）流体的分类：一、按流体作用力的角度分类：流体静力学、流体运动学、流体动力学二、按力学模型分类：理想流体动力学、粘性流体动力学、非牛顿流体力学、可压缩流体动力学、不可压缩流体动力学（４）牛顿流体与非牛顿流体符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，牛顿流体受力后极易变形，是切应力与变形率成正比的低粘性流体。
凡不同于牛顿流体的流体都称为非牛顿流体。
常见的牛顿流体：空气，水，酒精，特定温度下的石油等；常见的非牛顿流体：聚合物溶液，原油，血液等。
（５）实际流体和理想流体实际流体：粘度不为０的流体称为实际流体或粘性流体。
理想流体：粘性为０的流体称为理想流体或无粘流体。
（６）不可压缩流体：不可压缩流体是指每个质点在运动全过程中密度不变的流体，对于均值的不可压缩流体，密度是是处处都不变化，即ρ＝常数。
液体分子距很难缩小，而可以认为液体具有一定的体积，因此通常称为不可压缩流体考点二 连续介质假设（１）连续介质假设定义这一假设认为流体质点（微观上充分大，宏观上充分小的分子团）连续的充满了流体所在的整个空间，流体所具有的的宏观物理量（如质量、速度、压力、温度等）满足一切应该遵循的物理定律及物理性质，例如质量守恒定律，牛顿运动定律、能量守恒定律、热力学定律以及扩散、粘性及热传导等输运性质。
江苏大学工程流体力学重点
江苏大学工程流体力学重点本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第一章概论1.流体质点：所谓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。
数学描述：在流体中任一点A(x，y，z)处取一个微团V∇，当0∇V时，这个流体微团趋于点A，称为→流体质点。
①流体质点无线尺度；②流体质点具有宏观特性；③流体质点的物理量值为周围临界体积范围内物理量的统计平均值。
2.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，称为连续介质假设。
可运用连续函数论数学工具描述和分析流体运动。
连续介质和流体质点假设是对实际流体的数学抽象，就像几何学对自然物图形的抽象一样只有在稀薄气体和激波层内等少数情况下，连续介质假设才不适用。
3.流体的粘性：粘性是流体抵抗剪切变形的一种属性，是流体运动时内部流层之间产生切应力（内摩擦力）的性质。
粘性内摩擦力产生的原因：（1）分子间吸引力产生的阻力（2）分子不规则运动动量交换产生的阻力影响粘性的因素：（1）压强压强越高，液体粘性系数越高，气体粘性系数越低（2）温度温度越高，液体线性越低，气体粘性越高4.理想流体/实际流体：完全没有粘性的流体/具有粘性的流体。
5.控制体：流场中某一确定不变的区域。
6.牛顿内摩擦定律的内容是什么？答：流体内摩擦力的大小与流体的性质有关，与流体的速度梯度和粘度成正比。
dy d νμτ= 7.牛顿流体和非牛顿流体：切应力和速度梯度之间的关系符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
否者称为非牛顿流体。
第二章 流体静力学1.流体平衡状态有两种：一种是重力场中的平衡，即流体对地球没有相对运动；另一种是相对平衡，即流体相对容器或流体质点之间没有相对运动。
2.流体处于平衡状态时的压强称为流体静压强，用符号p 表示，单位为Pa （或N/㎡）。
有两个基本特性：流体静压强的方向与作用面垂直，并指向作用面的内法线方向。
江苏大学《825流体力学》历年考研真题汇编
3. 计算题（2S分） 注：本题来解需要计算篱. 确定潜艇它在水面航行的兴波阻力和在水下航行时的粘性阻力，水上航速为&7用/八 水下航速为55*分别在水池和风洞中进行船模试验’设船模的几何尺寸为实船的 i/65r试分别计算船模在水池、风洞中的速度。 （y* =1.145x10^ m2/s, *气=].45心时箫/$,风泅试验时，审脂》Ml『时，可不 考虑旺的影响,共阻方系数基本不受.）
科目代璃；取5科目若称：流体力学第2页井2页
2013年江苏大学能源与动力工程学院825流体力学考研真题
科目代码: 嬴学 科目名称：
江苏大学
满分：座分
L名词解特（用文字、数乳 图3种方式同时简要回答，（括号内的以说清间题为原州 可选择1-2种方式回答）（35分） 1） 定常流与均勾流（举例说明这组觥愈在流体力学的基本方程和教挚实检台中是如何 应用的）; 2） 流线与涡线（写出流巍与涡线的方程，对比说明流场与就涡场的异同，乘出直渴线 （即平面点涡）的诱导速度X 3） 动力粘度与涡粘度（写出2种相度的表达式，说明涡粘度是如何产生的，在回管房 流、濡流（粘牲底屋、过渡区、湍流核心中）两种粘度相互的重要怪及太小时比）； 4） 边界层与边界层分离（说明列车站台安全线强离的确定，•蛆概念对统流物体摩擦 阻力及压菱航力的影响）； 5） 空化与空蚀（空化如何判荆，实睑中如何实现空化现枣的演示，水系等兼直中在何 处可能出现空化与空蚀）.
计算流体力学（CFD）中的迭代法及其并行计算方法
计算流体力学(CFD)中的迭代法及其并行计算方法何有世 副教授 袁寿其王大承丛小青(江苏大学)(五邑大学)(江苏大学)学科分类与代码:62015020基金项目:江苏省应用基础基金项目(基金号:BJ2000006)。
【摘 要】 应用计算流体力学(CFD)方法分析事故原因已被广泛采用,笔者针对事故理论分析和流体计算过程中,运用CFD方法所存在计算量大的问题,分析和讨论了几种古典迭代法及其并行计算方法。
【关键词】 计算流体力学(CFD) 迭代法 并行计算Iteration and Its Parallel Computation in Computational Fluid DynamicsH e Youshi,Assoc.Prof1 Yuan Shouqi W ang Dachen Cong Xiaoqing(Jiangsu University)(Wuyi University)(Jiangsu University)Abstract: Computational fluid dynamics(CFD)has been widely applied to analyze the causation of accidents.In view of the large amount of computation in accident theoretical analysis and in the process of fluid computation by CFD,some classic iterations and their parallel computations are analyzed and discussed.K ey w ords: Computational fluid dynamics(CFD) Iteration Parallel computation1 引 言在安全科学的众多领域,例如,爆炸压力场的分布计算中,都广泛地使用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)技术。
《流体力学》课程简介 《流体力学》课程为能源动力工程、机械工程、土土
《流体力学》课程简介
《流体力学》课程为能源动力工程、机械工程、土土工程、环境工程等专业的专业基础课之一。
江苏大学流体力学课程创建于1960年，教研室在老一辈的带领下，始终注重课程建设，传承严谨治学、严格要求的优良传统，经过几代人的共同努力，在教材建设、教学改革和学科建设等方面都取得了长足的进步，1995年流体力学被列为江苏大学精品课程和江苏省精品课程（二类）。
流体力学涵盖了流体的基本物理属性、流体静力学、运动学与动力学、一维管内流动损失、流动参数测量技术与方法、理想流体与粘性流体的绕流以及湍流等问题，对于多学时学生还涉及可压缩流体的流动与传热问题，以及机翼与叶栅理论等，是以上工科专业的重要专业基础课程。
流体力学课程组教师先后编写出版了《流体力学及叶栅理论》、《流体力学泵与风机》、《流体力学教程》和《实验教学概论》等多部教材。
其中，刘天宝教授主编《流体力学与叶栅理论》被很多工科院校作为教材使用；罗惕乾教授主编的《流体力学》第一版、第二版、第三版分别被列为高等教育“九五”、“十五”和“十一五”规划教材；闻建龙教授主编了十二五规划教材《工程流体力学》和《流体力学实验指导书》；王贞涛副教授主编了十三五规划教材《流体力学与流体机械》。
流体力学基本方程
∂t
∂t
单位时段内控制体内流体质量的增量为：
∂ρ dtdxdydz / dt = ∂ρ dxdydz
(2)
∂t
∂t
− [∂(ρ vx ) + ∂(ρ vy ) + ∂(ρ vz )]dxdydz
(1)∂x∂y Nhomakorabea∂z
∂ρ + ∂(ρ vx ) + ∂(ρ vy ) + ∂(ρ vz ) = 0
∂t ∂x
系统：一团流体的集合，在运动过程中，系统始终包含着确定的这些流体 质点。有确定的质量，而这一团流体的表面常常是不断变形的。 控制体：控制体是流场中某一确定的空间区域，即相对于坐标系是固定不 变的。控制体的表面是控制面，控制体的形状是根据流体运动情况和边界 情况选定的。
7
第二节 流体运动的基本概念
一、定常流、非定常流
∂v = 2 ∂y
∂w = 4 ∂z
∂u + ∂v + ∂w = 6 + 2 + 4 = 12 ≠ 0 ∂x ∂y ∂z
对不可压缩流体，以上流动不存在。对可压缩流体，因密度的变化未给 出，故无法判断。
例题3：假定流管形状不随时间变化，设A为流管的横断面积，且在A断面 上流动物理量是均匀的，试证明连续性方程具有下述形式：
20
江苏大学
Jiangsu University
对于定常流动：控制体内的质量增量 ，所以流入 = 流出
单位时间内流入控制体的质量： ρ v1 A1 单位时间内流出控制体的质量： ρ v2 A2
v1 A1 = v2 A2 Q1 = Q2
例1：如上图所示，有二块平 行平板，上板以匀速v向下平 移，间隙中的油向左右挤出 ，前后油液无流动。间隙宽b ，高h(t)，求油的平均流速 随位置变化的关系u(x)。
工程流体力学课程思政教学设计与实践
有效德育852370973@基金项目:江苏高校品牌专业建设工程资助项目 诗画流体力学教学模式的深入探索与实践 (2019JGYB 007)㊂通讯作者:王军锋㊂工程流体力学课程思政教学设计与实践ʏ㊀江苏大学能源与动力工程学院㊀田加猛㊀王军锋㊀王贞涛㊀王晓英㊀㊀摘要:课程思政是高校落实立德树人根本任务的重要途径和明确要求㊂如何有效融合课程思政元素进入课堂教学,同时避免生硬说教和生搬硬套是目前高校教学面临的主要难题㊂本文以江苏大学能源与动力工程专业开设的工程流体力学课程为例,进行工程流体力学课程思政教学设计,旨在为相关专业课程构建科学合理的思政教学体系提供方法借鉴㊂关键词:课程思政工程;流体力学;思政元素;本研互融0㊀引言2016年12月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中强调,要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程㊂2020年5月教育部印发‘高等学校课程思政建设指导纲要“中指出,全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措,要使各类课程与思政课程同向同行,形成协同效应,构建全员全程全方位育人大格局㊂纲要中还指出要深入梳理专业课教学内容,结合不同课程特点㊁思维方法和价值理念,深入挖掘课程思政元素,有机融入课程教学,达到润物无声的育人效果㊂工程流体力学是能源动力类专业的核心技术基础课程和机械㊁环境㊁化工㊁土木㊁生物等工程技术类专业的主要基础课程,是研究基础科学理论与专业工程技术之间的桥梁和纽带㊂该课程在理工类专业占据重要的基础地位,相关专业学生的思政培养关乎国家重大工程领域的发展㊂然而工程流体力学课程知识点多㊁理论性强,专业课教师往往只注重专业知识的讲授,教师思政观念相对薄弱㊂思政课教师㊁辅导员与专业课教师各自为政,造成教学过程中协同育人效应弱化,无法形成有效的思政教育合力㊂一方面教师主体需提升课程思政建设的意识和能力,另一方面思政课教师与专业课教师需要合作教学教研,并充分发挥教研室㊁教学团队㊁课题组等基层教学与科研组织的作用㊂工程流体力学课程与工程技术紧密联系,其间蕴含着大量的思政元素㊂如何有效融合课程思政元素进入课堂教学,同时避免生硬说教和生搬硬套是目前高校教学面临的难题㊂需要深挖课程思政资源,将教学内容和思政内容具体化和目标化,有机融入课堂教学㊂下面笔者将以江苏大学能动专业所开展的工程流体力学课程为例,介绍如何将思政教育理念和专业课教育深入融合,为相关专业课程思政走出 贴标签 两张皮 的困境,构建科学合理的课程思政教学体系,充分落实立德树人的根本任务提供方法借鉴㊂1㊀工程流体力学课程介绍工程流体力学以工程技术为背景,研究流体在外力作用下平衡和运动规律,是力学的一个分支㊂该课程的主要授课内容包括流体基本物理性质㊁流体在静止和运动状态下的受力㊁基本方程和基本规律㊂课程内容涉及流体性质㊁流体静力学㊁流体运动学㊁相似理论与量纲分析㊁流动阻力与水头损失㊁有压管路㊁孔口和管嘴的水力计算㊁黏性流体动力学以及计算流体力学基础等版块,该课程既为能源动力类专业课程奠定流体力学理论基础,又为工程技术中的实际流动问题分析提供方法和工具,同时也是后续流体机械㊁传热学㊁燃烧学等专业基础课程的先修课程,起着承上启下的作用㊂教材选用笔者所在的江苏大学流体力学教学团队所编写的‘工程流体力学“(第2版),配有教学课件和课后习题,本文的课程思政内容设计与实践主要基于该教材开展㊂2㊀工程流体力学课程思政元素融入与实践2.1㊀增强学生的民族自豪感和国家荣誉感在工程流体力学导论部分授课中,笔者通过介绍我国古代流体力学的发展和应用,展现我国古代劳动人民的智慧,增强学生民族自豪感㊂例如,距今4000多年前,大禹率领民众采用 疏顺导滞 的处理方法而平息了水患,使百姓得以顺利从事农业生产㊂在距今2000多年前的战国时期,秦国蜀郡太守李冰率众修建的都江堰水利工程,科学地解决了江水自动分流㊁自动排沙以及控制进水流量等问题,消除了水患,造就了以天府之国 著称的成都平原㊂最伟大之处是建堰2250多年来经久不衰,而且发挥着愈来愈大的作用,是世界水利文化的鼻祖㊂ 大禹治水 和都江堰水利工程说明我国在古代就已经掌握了明渠和堰流理论,体现博看网 . All Rights Reserved.852370973@有效德育了我国古代劳动人民应用流体力学基本原理解决实际工程问题的智慧㊂最后介绍我国宏大的南水北调水利工程,通过三条调水线路联系长江㊁黄河㊁淮河和海河四大水系,构成了以 四横三纵 为主体的总体布局,实现了中国水资源南北调配㊁东西互济的合理配置格局㊂尤其是江苏大学流体机械工程技术研究中心所研发的装备用泵,在三峡工程㊁南水北调等国内外重大工程上广泛应用,为我国水利输运和保障用水做出了重要贡献㊂此外西汉时期发明的刻漏㊁铜壶滴漏等计时工具以及水磨㊁水轮翻车,北宋时期修建的真州复闸都要比西方国家早几百年㊂上述案例无不是我国古代人民应用流体力学的成功典范和智慧结晶,学生民族自豪感和国家荣誉感油然而生㊂2.2㊀激发学生科技报国的家国情怀和使命担当工程流体力学涉及知识点理论性强㊁公式繁杂㊁学生难以理解㊂一方面需要将多媒体动画和板书有机结合起来,使枯燥㊁呆板的公式与形象的视频动画演示相互融合,帮助学生充分理解相关理论;另一方面通过引入理论背后科学家的故事,加深学生对知识点的印象,同时激发学生科技报国的家国情怀和使命担当㊂例如在边界层理论的知识点讲授中,涉及了航空史上占据重要地位的气体动力学公式 卡门-钱学森公式㊂除在课堂上讲述基础理论外,还介绍我国空气动力学家㊁两弹一星功勋奖章获得者钱学森先生突破重重艰难险阻,回国效力,献身国防的故事㊂由于钱学森在国防现代化领域做出的突出贡献,使中国导弹㊁原子弹的发射至少提前了20年㊂感动中国组委会曾这样评价 在他心里,国为重㊁家为轻㊁科学最重㊁名利最轻㊂五年归国路,十年两弹成㊂他是知识的宝藏,是科学的旗帜,是中华民族知识分子的典范㊂ 正是一大批如钱学森㊁邓稼先㊁周培源㊁陆士嘉等孜孜不倦㊁甘于奉献的科学泰斗才铸就了我国科技强国㊁国防强国的世界地位,使我国屹立于世界民族之林㊂面对突如其来的新冠肺炎疫情,一大批典型人物㊁感人故事和优秀事迹涌现出来,例如84岁高龄的钟南山院士㊁73岁的李兰娟院士㊁援鄂医疗队㊁火神山㊁雷神山医院等,为我国新冠肺炎疫情防控做出了巨大贡献㊂大量科技工作者应用流体力学知识,通过CFD计算软件模拟飞沫飞行㊁密闭空间的气流流动以及马桶冲水涡流等为新冠病毒防控提供了理论指导㊂上述爱国故事和感人事迹以及科技工作者的作为使学生认识到面临国家危难时,科技工作者应为国分忧,勇担重任,激发了学生科技报国的家国情怀和使命担当㊂2.3㊀鼓励学生继承和发扬中国优秀传统文化在课堂教学过程中结合中国古典诗词进行讲解,使学生体会中国传统文化的博大精深,提升其文化素养㊂例如使用伯努利原理解释诗句 野渡无人舟自横 中 舟自横 的现象,使同学们认识到中国古诗词中蕴含深刻的流体力学理论㊂又比如南唐后主李煜‘虞美人“中的 一江春水向东流 ,为什么水只能朝东流,应用所学的流体力学知识该如何解释㊂笔者所在的江苏大学流体力学教学团队还发起并组织诗画流体力学创作大赛,旨在 赏中华诗词,析世界名画,品流体力学之美 ,使学生在品赏诗画意境之美的同时,从中体味出流体流动规律,分析流体流动特点及其基本原理,以及可能的工程应用㊂在弘扬和继承中华传统文化的同时,激发学生探索科学问题的兴趣,使学生在创作过程中,形成较强的自主学习能力及创作能力,从分享中获得乐趣,从探索中获得成就感㊂2.4㊀积极探索 本研互融 思政教育新模式除在课堂上融入思政元素,笔者所在的江苏大学荷电多相流理论及工程应用科研团队还在课后积极探索 本研互融 思政教育新模式,引导广大青年学子在实践中树立远大理想,锤炼品德修为,将思想建设和实践育人有机结合,大幅提升学生服务国家㊁服务人民的社会责任感㊂按照具体项目组建 导师+研究生+本科生 的科研实战团队,为本科生提供科研项目助研岗位,根据学生特点,设计制定研究方案,分配个性化的科研任务,通过参与实际的科研项目或负责具体的科研任务,引导学生参与研究性学习㊂例如在2020年新冠肺炎疫情防控工作中,带领学生支援 雷神山㊁火神山 产学研防疫一线,为解决传统消杀方法低效㊁不均匀㊁消毒液用量大等问题,创新性地研制静电雾化消杀机,节约成本的同时减轻了消杀工作人员的劳动强度㊂通过产学研合作自主研发了 智能测温消毒通道 可同步完成测温㊁消毒和身份识别 三部曲 ,为学校校园防疫阻击战提供了科技支撑㊂发起并组织全校大学生校园防疫线上设计大赛,以实际行动践行 科技防疫 责任担当㊂发扬和继承 两山 抗疫精神,使学生在国家重大需求的社会实践中受教育㊁做贡献㊂3㊀结语教育强则国家强㊂高等教育发展水平是一个国家发展水平和发展潜力的重要标志,而课程思政建设是落实立德树人根本任务㊁全面提高高校人才培养质量的必然要求㊂工程流体力学以工程技术为背景,具有丰富的思政元素,通过构建科学合理的思政教学体系,可将高校思想政治教育与专业教学深度融合㊁无缝衔接,将价值塑造㊁知识传授与能力培养三者融为一体,形成协同效应,全面提高人才培养质量和高等教育发展水平㊂参考文献[1]习近平.把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报,2016-12-09(11).[2]王贞涛,王晓英,闻建龙,等.流体力学MOOC教学模式改革探讨[J].创新教育研究,2017,5(01):12-16.[3]王娟.新冠疫情背景下‘工程流体力学“开学第一课思政元素与在线教学设计与实践[J].产业与科技论坛,2020, 19(18):147-148.[4]王晓英,王军锋,王贞涛,等.诗画流体力学教学模式的探索与实践[J].高等工程教育研究,2019,(S1):74-76.责任编辑㊀任㊀远博看网 . All Rights Reserved.。
流体力学(第3版)教学配套课件罗惕乾江苏大学主编第六章粘性流体动力学基础
在 M 0 (x, y, z) 速度为
ux (x, y, z,t) uy (x, y, z,t) uz (x, y, z,t)
在 M1(x x, y y, z z,t) 点处，速度为
ux (x x, y y, z z,t) uy (x x, y y, z z,t) uz (x x, y y, z z,t)
系。
定义，流体微团的变形率矩阵为
xx
xy
xz
yx yy yz
zx
zy
zz
该矩阵是个对称矩阵，每个分量的大小与坐标系的选择有关，但有
三个量是与坐标系选择无关的不变量。它们是：
I1 xx yy zz
I2
xx yy
yy zz
xx zz
2 xy
2 yz
2 zx
Z 1 ( xz yz zz ) duz
x y z dt
du dt
f
1
dui dt
fi
1
ji
x j
这是以应力形式表示的流体运动微分方程，具有普遍意义，既适应
于理想流体，也适应于粘性流体。这是一组不封闭的方程，在质量力已
知的情况下，方程中多了6个应力分量，要想得到封闭形式，必须引入本
如果用变形率矩阵和应力矩阵表示，有
yx
2 yx
ux y
u y x
dux dy
说明应力矩阵与变形率矩阵 成正比。对于一般的三维流动，
Stokes（1845年）通过引入三条假定，将牛顿内摩擦定律进行推广，
提出广义牛顿内摩擦定理。
2、Stokes假设（1845年）
(Stokes，英国数学家、力学家，1819-1903年） （1）流体是连续的，它的应力矩阵与变形率矩阵成线性关系，与流体
江苏大学动力工程及工程热物理研究生阶段科目
动力工程及工程热物理(0807)发布时间：2007/09/04一、培养目标为适应我国社会主义建设事业的需要，培养德、智、体全面发展的高级专门人才，要求硕士研究生达到如下目标：（一）较好地掌握马克思主义理论，具有正确的人生观、价值观和世界观，坚持四项基本原则，遵纪守法，品德良好，学风严谨，具有较强的事业心和开拓进取精神。
（二）具有本学科坚实的基础理论和系统的专门知识，深入了解本学科的现状、发展动态和国际学术研究的前沿。
能独立地开展具有较高学术意义或实用价值的科研工作，并有创新性成果。
能较熟练地掌握一门外国语，具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。
具备从事本学科工程技术、科学研究和教学工作的能力。
（三）身心健康。
二、研究方向（一）工程热物理（080701）1．燃烧理论与燃烧模型2．微尺度能量转换机理与微动力系统3．材料加工中的传热传质4．新能源利用5．热物理测试技术（二）热能工程（080702）1．工业加热过程优化与控制技术2．煤与生物质热化学转化3．洁净煤燃烧技术和污染控制的研究4．强化传热与高效换热设备开发（三）动力机械及工程（080703）1．动力机械新能源及节能技术2．动力机械工作过程及排放控制15、先进干燥技术. T.库德著[加]. 化学工业出版社，200516、工程燃烧概论. 霍然. 中国科技大学出版社，200117、计算传热学的近代进展. 陶文铨. 科学出版社，200018、计算传热学. 施天谟著[美]，陈越南，范正翘，陈善年. 科学出版社，198719、煤的清洁燃烧. 毛健雄. 科学出版社，200020、太阳能的基础及应用. 日本太阳能学会编，刘鉴民. 上海科学技术出版社，198221、煤炭气化原理与设备. 王同章. 机械工业出版社，200222、离心泵和轴流泵. A.J.斯捷潘诺夫. 机械工业出版社，198023、叶片泵与透平压缩机. C.普夫来德纳尔. 机械工业出版社，198324、叶片泵计算与结构. A.T.特罗斯科兰斯基. 机械工业出版社，198125、流体力学概论. L.普朗特等著，郭永怀等. 科学出版社，198126、现代泵技术手册. 关醒凡. 宇航出版社,199827、泵手册（第三版）. Igor J.Karassik等. 中国石化出版社，200228、噪声与振动控制工程手册. 马大猷. 机械工业出版社，200229、旋转机械振动监测及故障诊断. 张正松. 机械工业出版社,199130、故障诊断的振动测试技术. 寇惠. 冶金工业出版社,199931、化工流体流动与传热. 柴诚敬、张国亮. 化学工业出版社,200432、化工设备的选择与设计. 刘道德. 中南大学出版社,200333、水力机械测试技术. 李建威. 机械工业出版社,198134、流体密封技术――原理与应用. [德].海因茨K米勒，程传庆译. 机械工业出版社,2002二、主要专业学术期刊（一）中文期刊1、水泵技术2、流体机械3、内燃机学报4、内燃机工程5、燃烧科学与技术6、热力发电 7、热能动力工程 8、声学学报 9、动力工程 10、工程热物理学报工业炉 11、应用力学学报 12、制冷学报 13、锅炉技术 13、化工机械 14、力学进展 15、化学工程 16、环境工程 17、环境科学 18、机械工程学报 19、金属矿山 20、空气动力学学报 21、力学学报 22、煤炭学报 23、农业工程学报 24、农业机械学报 25、燃料与化工学报 26、水动力学研究与进展 27、太阳能学报 28、选煤技术 29、半导体学报 30、生物工程学报 31、汽车工程 32、汽车发动机技术 33、信号处理 34、振动工程学报 35、清华大学学报 36、浙江大学学报 37、华中科技大学学报38、江苏大学学报 39、西安交通大学学报 40、武汉大学学报（二）外文期刊1、Heat Transfer2、Combustion and Flame3、Combustion Theory and Modeling4、ProgressCopyright 江苏大学研究生处版权所有分辨率：1024×768动力工程及工程热物理(0807)发布时间：2007/09/04一、培养目标为适应我国社会主义建设事业的需要，培养德、智、体全面发展的高级专门人才，要求硕士研究生达到如下目标：（一）较好地掌握马克思主义理论，具有正确的人生观、价值观和世界观，坚持四项基本原则，遵纪守法，品德良好，学风严谨，具有较强的事业心和开拓进取精神。
江苏大学版流体力学
龙卷风
雷暴
气侯
飓风
5
江苏大学
Jiangsu University
水上运动
赛车
方程式赛车
冲浪
6
江苏大学
Jiangsu University
几个流体运动问题
1.高尔夫球运行 高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰，用皮革制球，球面光滑，职业 球手一杆能打40多米。后来用旧的球反而运动的更远。为什么？
10
江苏大学
Jiangsu University
11
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3．机翼升力问题 当鸟在空气中滑翔时，人们的直觉印象是：空气从下面冲击着鸟的翅膀 ，把鸟托在空中，就象船舶受到水的浮力而被托在水面上一样。 19世纪初建立的流体绕环量理论彻底改变了人们的传统观念。这可用足 球运动中的“香蕉球”现象来帮助理解环量理论，旋转的球带动空气形成 环流，一侧气体加速，另一侧气体减速，形成压差力，使足球偏离原运动 方向，称为马格努斯效应。
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4. 检验模型的准确性 方程的解需要通过实验的方法来检验所计算的数值结果是否符合实际。 这实际上是检验模型的准确性，或者说在归结模型时所作的假设是否合理。 即检验方程简化的正确性。
f ( x1 , x2 xn ) 0 f ( x1 , x2 , x3 ) 0
⑶ 从流体力学劳伦兹方程发现混沌
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1. 流体力学边界层理论导致应用数学中渐进展开匹配法的形成 1904年德国流体力学家普朗特创立的边界层理论把高速小粘性流体绕 固体边界的流动区域分成固壁附近的边界层粘性区和外部无粘性区，在很 薄的边界层内速度变化剧烈，用放大的坐标对描述函数作内部展开；在无 粘性区对原变量作外部展开，然后两者在共同边界上匹配起来。 这一思想被推广应用到数学的许多分支中，特别是含有奇点的函数分 析中去，奇点附近相当于边界层，奇点外为外部区域，分别展开后再匹配 起来，演化为渐进展开匹配法。 2. 孤立波理论成为新学科光通信的基石 1844年英国科学家罗素（J.Russell）在爱丁堡一条狭窄的运河中发现 由船舶快速行进产生的一个孤立波脱离船头后，以不变的速度沿运河行 进3公里，这一新的流动现象，称其为孤立波（平移波）。 20世纪60年代在研究固体热传导过程中科学家又发现：固体热传导过 程中孤立波在相互作用后保持波形不变的特性，由此建成立的孤立子理 论成为光纤通信中信号传递的理论基础，并应用于声学、超导等其它研 究领域。
【考研】2020考研江苏大学参考书目
数据结构
《数据结构》（C语言版）（第一版），严蔚敏、吴伟明．清华大学出版社，1997年；与《数据结构：C++实现》，缪淮扣．科学出版社，2004年
852
通信系统原理
《通信原理》（第五版），樊昌信．国防工业出版社，2001年
853
高等代数
《高等代数》（第三版），北京大学数学系编．高等教育出版社，2003年
618
生理学
《生理学》（第七版），朱大年主编．人民卫生出版社，2013年
619
医学微生物学
《医学微生物学》，严杰主编．高等教育出版社，2012年
620
基础英语(含写作)
《高级英语》（1、2册）（第一版），张汉熙．外语教学与研究出版社，1995年
621
马克思主义基本原理概论
《马克思主义基本原理概论》（修订版），高等教育出版社，2013年
625
公共管理学
《公共管理学》（第二版），黎民．高等教育出版社，2011年
627
基础日语
《日语综合教程》（第5、6册），谭晶华．上海外语教育出版社，2011年
628
药学综合三
《有机化学》（第三版），王积涛、王永梅等主编．南开大学出版社，2009年；《分析化学》（第七版），李发美主编．人民卫生出版社，2011年
848
统计学基础
《统计学》，赵喜仓、查奇芬主编．北京师范大学出版社，2010年；与《统计学》，贾俊平编著．清华大学出版社，2006年
849
西方经济学
《西方经济学（宏观部分）》（第四版）、《西方经济学（微观部分）》（第四版），高鸿业编著．中国人民大学出版社，2007年
850
计算机组成原理
《计算机组成原理》，肖铁军．清华大学出版社，2010年
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二、流体力学的研究方法 流体力学的研究方法，一个较完全的流体力学理论问题的解决，通常 需要经历下面的四个环节。 1. 归结模型
f ( x1 , x2 , x3 xn ) 0
确定影响问题的关键因素
实验方法一方面补充着理论研究，另一方面在实用上能解决许多复杂的 流体力学问题。 理论分析、实验研究、数值计算三种方法相辅相成，促进了流体力学的 发展。
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5. 常用的实验方法 5.1 原型观测：对工程中的实际流动进行观测，收集第一手资料，为检验 理论分析或总结某些基本规律提供依据。 5.2 模型试验：在实验室内，以相似理论为指导，在模型上预演相应的流 体运动，用于工程设计及研究。 5.3 系统试验：在实验室内，造成某种流体运动，以此进行系统的实验观 测，从中找出流动规律。 5.4 模拟试验：根据水流与电流的相似，进行电模拟或水、气模拟实验。
f x1 , x2 , x3 0
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2. 建立数学方程 物理学基本定律包括质量守恒定律、能量守恒定律、动量定理、牛顿 第二定律。基于这些方程分别能导出流体力学中的连续性方程、能量方程 、动量方程、N—S方程。除此之外，有时还要借助于实验和理论分析建 立一些补充方程，如描述流体应力—应变关系的本构方程、压力—密度之 间的状态方程、热力学第一、第二定律等。 基本方程之外，还要有的初始条件和边界条件
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1 2 v A 2 汽车的阻力来自哪里？前部有气流的撞击，后面有尾流。 流体力学的观点，汽车阻力主要来自后部的尾流，称为形状阻力。
阻力系数定义： C D
FD
试验表明，空气阻力系数每降低10％，燃油节省7％左右。曾有人对两种相 同质量、相同尺寸，但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进 行比较，以相同时速行驶了100km，燃油消耗后者节约了1.7L。
在内 L( ) 0 在上 B( ) 0 I ( ) 0 t 0时在内和上
求解满足上述条件的解：
( x, y, z, t )
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3. 求出数值解 对于牛顿流体运动，其控制方程是N—S方程，它是一组非线性的偏微 分方程，只有平板、圆管层流等很少几种简单流动才能得到解析解。大量 的流动问题只能依靠数值求解。 偏微分方程数值求解的方法很多，目前在计算流体力学中应用最广泛 ，最成熟的是有限差分法和有限元法两种。
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3．从流体力学劳伦兹方程发现混沌 1995年美国气象学家劳伦兹E.Lorenz在用流体力学方程求解大气热对 流时发现，两次输入相同的数据，只是对第四位小数作四舍五入处理后， 经过足够长时间的运算，输出结果却无法预测，这种在确定性问题中对初 值敏感的貌视随机变化现象称为混沌。现在认为混沌现象是非线性科学的 重要基础，甚至可用来解释生命现象和社会现象。
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4. 检验模型的准确性 方程的解需要通过实验的方法来检验所计算的数值结果是否符合实际。 这实际上是检验模型的准确性，或者说在归结模型时所作的假设是否合理。 即检验方程简化的正确性。
f ( x1 , x2 xn ) 0 f ( x1 , x2 , x3 ) 0
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第一节
流体力学研究的内容及方法 一、什么是流体力学 流体力学：流体力学是从宏观上研究流体在外力作用下平衡和运动 的力学规律以及与其接触的固体之间的相互作用。 简言之：流体力学是研究流体在外力作用下平衡和运动规律的一门 学科。它是连续介质力学的一个分支。 1．研究对象 流体：水、空气、油。通常以水作为研究对象，其基本理论不仅适 用于水，同样也适用于各种液体和可忽略压缩性影响的气体（低速气 体50m/s）。 因此和工程热力学中考虑空气可压缩性是不同的。当气体的速度超 过100m/s时，其压缩性就要考虑了，否则计算问题可能带来误差。
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水库
虹吸清淤
虹吸现象
虹吸管的应用
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3．运动规律（流体动力学） 水利工程中的闸、坝、堰等，城市生活用水和工业用水，动力工程中 的流体能量转换，机械工业中的润滑、液压传动，气力输送，船舶、汽车 的形状与阻力，市政中的污水处理，污染物在大气中的扩散等，血液在人 体中的流动，燃烧中的空气流动等，都与流体动力学有密切的联系。流体 动力学主要研究流体绕过物体的流动、管内流动、射流流动。 求解：利用物理学中的基本定律得出流体力学的基本方程，从而求出 速度分布、压力分布、能量损失及与固体的相互作用力。
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三、流体力学的发展 1. 古代：公元前2280年我国的大禹治水，公元前300多年古罗马建造的城市 供水系统，公元前200多年阿基米德发现浮力定律，战国时期李冰父子在四 川建造的都江堰水利工程。
都江堰水利工程及原理
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动力学数值模拟
动力学数值模拟
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4. 流体力学的应用（举例） 4.1绕水力机械叶片的流动
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4.2 住宅供水 水厂到用户之间的能量损失（即水压是多少？）。由水压（扬程）、 供水量（流量）选择水厂的供水泵。
取水口选取 泵流量确定 泵压力确定 水净化处理 用户
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第二节 连续介质假设
一、流体的定义和特征 通常我们把凡是流动的物质称为流体。严格的力学定义为：流体是一 种受任何微小剪切力作用时都能发生连续变形的物质。 流体在剪切力作用下将发生连续不断的变形运动，直至剪切力消失为 止。流体的这种性质称为易流动性。这是流体最大的特性。
高尔夫球的外表面 球面上的花纹经历了从螺旋线、网纹、方格纹到凸粒的演变后，现 在的高尔夫球表面做成许多凹坑，一杆可打到200多米开外。阻力降 为原来的20%左右。
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高尔夫球运动示意图
边界层理论
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2. 汽车运动阻力 19世纪的箱形车，阻力系数为0.8-1.0；20世纪30年代出现甲壳虫型汽 车，其阻力系数约为0.6；50-60年代为船型，阻力系数为0.45；80年代经 风洞实验进行系统研究后又改进为鱼型，阻力系数为0.3，楔型为 0.2， 90年代研制开发的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。
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工程流体力学
主编 闻建龙
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工程流体力学
第一章 绪论
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流体力学的广泛应用领域
飞机
轮船
高速列车
潜水艇
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大气污染
河流水文
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⑶ 从流体力学劳伦兹方程发现混沌
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1. 流体力学边界层理论导致应用数学中渐进展开匹配法的形成 1904年德国流体力学家普朗特创立的边界层理论把高速小粘性流体绕 固体边界的流动区域分成固壁附近的边界层粘性区和外部无粘性区，在很 薄的边界层内速度变化剧烈，用放大的坐标对描述函数作内部展开；在无 粘性区对原变量作外部展开，然后两者在共同边界上匹配起来。 这一思想被推广应用到数学的许多分支中，特别是含有奇点的函数分 析中去，奇点附近相当于边界层，奇点外为外部区域，分别展开后再匹配 起来，演化为渐进展开匹配法。 2. 孤立波理论成为新学科光通信的基石 1844年英国科学家罗素（J.Russell）在爱丁堡一条狭窄的运河中发现 由船舶快速行进产生的一个孤立波脱离船头后，以不变的速度沿运河行 进3公里，这一新的流动现象，称其为孤立波（平移波）。 20世纪60年代在研究固体热传导过程中科学家又发现：固体热传导过 程中孤立波在相互作用后保持波形不变的特性，由此建成立的孤立子理 论成为光纤通信中信号传递的理论基础，并应用于声学、超导等其它研 究领域。
2. 近代： 公元18世纪，随着牛顿定律和微积分方法的建立，一批科学家如 ：Bernoulli、 Euler、 J.Alembert、grange、 place等建立了无 粘性流体的理论流体力学；Hagen、 A.Chez Poiseuille等一批著名的实验 科学家则建立了真实流体的实验流体力学。19世纪末两个分支开始结合。
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4.3 电厂供水系统（闭式供水系统） 取水口的选取 供水量（汽轮机凝 汽器冷却需水量、 排灰渣水量，冷却 ：冷油器、空气冷 却器水量） 管路计算、设计 水泵流量、扬程及 选型
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4.4 冲击式水轮机
F Qv
Archimedes
Da Vinci
Newton
Leibniz
Euler