引力理论和流体力学的关系-数学研究所

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(完整版)流体力学知识点总结汇总

流体力学知识点总结第一章绪论1 液体和气体统称为流体，流体的基本特性是具有流动性，只要剪应力存在流动就持续进行，流体在静止时不能承受剪应力。

2 流体连续介质假设：把流体当做是由密集质点构成的，内部无空隙的连续体来研究。

3 流体力学的研究方法：理论、数值、实验。

4 作用于流体上面的力（1）表面力：通过直接接触，作用于所取流体表面的力。

作用于A 上的平均压应力作用于A 上的平均剪应力应力法向应力切向应力（2）质量力：作用在所取流体体积内每个质点上的力，力的大小与流体的质量成比例。

（常见的质量力：重力、惯性力、非惯性力、离心力）单位为5 流体的主要物理性质（1）惯性：物体保持原有运动状态的性质。

质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。

常见的密度（在一个标准大气压下）： 4℃时的水20℃时的空气（2）粘性ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力周围流体作用的表面力切向应力A P p ∆∆=A T ∆∆=τAF A ∆∆=→∆lim 0δAPp A A ∆∆=→∆lim 0为A 点压应力，即A 点的压强 ATA ∆∆=→∆lim 0τ 为A 点的剪应力应力的单位是帕斯卡（pa ），1pa=1N/㎡，表面力具有传递性。

B Ff m =2m s 3/1000mkg =ρ3/2.1mkg =ρ牛顿内摩擦定律：流体运动时，相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。

即以应力表示τ—粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。

由图可知—— 速度梯度，剪切应变率（剪切变形速度）粘度μ是比例系数，称为动力黏度，单位“pa ·s ”。

动力黏度是流体黏性大小的度量，μ值越大，流体越粘，流动性越差。

运动粘度单位：m2/s 同加速度的单位说明：1）气体的粘度不受压强影响，液体的粘度受压强影响也很小。

2）液体 T ↑ μ↓ 气体 T ↑ μ↑ 无黏性流体无粘性流体，是指无粘性即μ=0的液体。

无粘性液体实际上是不存在的，它只是一种对物性简化的力学模型。

流体力学课件(全)

X 1 p 0 x
Y 1 p 0 y
欧拉平衡方程
Z 1 p 0 z
p p( , T )
t
1 V V T p
1 V V p T
p p(V , T )
1 t T p
p
p
1 p T
V
p y = pn pz = pn
px = p y = pz = pn = p
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第二章
流体静力学
§1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理
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§2流体静力学平衡方程
通过分析静止流体中流体微团的受力，可以建立起平衡微分方程式，然后通过积分便可得到各种不同情况下流体静压力的分布规律。 why 因此，首先要建立起流体平衡微分方程式。现在讨论在平衡状态下作用在流体上的力应满足的关系，建立平衡条件下的流体平衡微分方程式。
《流体力学》
汪志明教授
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第一章流体的流动性质
§1 流体力学的基本概念
§2 流体的连续介质假设 §3 状态方程 §4 传导系数 §5 表面张力与毛细现象
《流体力学》
汪志明教授
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§2 流体的连续介质假设
虽然流体的真实结构是由分子构成，分子间有一定的孔隙，但流体力学研究的并不是个别分子微观的运动，而是研究大量分子组成的宏观流体在外力的作用下所引起的机械运动。因此在流体力学中引入连续介质假设：即认为流体质点是微观上充分大，宏观上充分小的流体微团，它完全充满所占空间，没有孔隙存在。这就摆脱了复杂的分子运动，而着眼于宏观机械运动。

物理学中的引力理论与天体物理学

物理学中的引力理论与天体物理学引力是天体运动中最基本的力之一，也是物理学中最重要的研究领域之一。

自古以来，人们就一直在探索引力的奥秘，但直到牛顿发表《自然哲学的数学原理》时才真正跨越了一大步。

牛顿通过万有引力定律和运动定律，解释了地球的引力作用和行星运动的规律。

而在现代物理学中，引力理论的研究更是成为了一个关键的领域，尤其是在天体物理学中，引力理论的研究对人类探索宇宙的秘密有着极其重要的意义。

首先来说一下牛顿的万有引力定律。

万有引力定律是描述物质间引力作用的基本定律，简单来说就是任何一对物体之间都存在着互相吸引的力，这个力的大小与两个物体间距离的平方成反比，与它们的质量成正比。

这个定律的提出，对解释行星运动规律和日地引力作用有着非常重要的意义。

根据这个定律，从古代开始，天文学家们就开始着手研究天体的运动轨迹，而当时的研究方法主要是基于观测和理论计算。

随着天文学的发展，科学家们开始设法利用物理学的模型研究宇宙的奥秘。

在这个过程中，牛顿的万有引力定律逐渐被人们广泛接受，也成为了引力理论的基础。

随着科学技术的进步，人类对宇宙的探索也更加深入。

而在引力理论的发展中，最具有代表性的是爱因斯坦的广义相对论。

爱因斯坦指出，引力并不是像牛顿原本想的那样是一种吸引力，而是由物体所在的时空弯曲而产生的效应。

这个时空弯曲是由物质和能量的位置和运动状态而引起的。

因此，我们可以说，引力是时空的扭曲效应。

爱因斯坦提出的广义相对论，不仅仅是对牛顿引力定律的一种改进，更重要的是它开创了一个新的领域——宇宙学。

在广义相对论的理论框架下，科学家们可以研究宇宙的起源和演化规律，探究引力波的存在和性质，并寻找黑洞等天文奇观。

而在宇宙学研究中，天体物理学是一个特别重要的分支。

天体物理学主要研究太阳系内及外星系中的恒星、行星和星系等天体的物理过程，以及它们之间的相互作用和演化规律。

在天体物理学的研究中，引力的作用是必不可少的。

例如在太阳系中，引力是维持各个行星运动的主要力量。

流体力学知识重点全

流体力学知识点总结流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律流体质点：1.流体质点无线尺度,只做平移运动2.流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动；3.将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性；流体元：就有线尺度的流体单元,称为流体“质元”,简称流体元.流体元可看做大量流体质点构成的微小单元.连续介质假设：假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质.连续性介质模型的内容：根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律.分子的内聚力：当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力.液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力.、流体在固体表面的不滑移条件：分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止.牛顿流体：动力粘度为常数的流体称为牛顿流体.牛顿的粘性定律表明：牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的：温度对粘度的影响：温度对流体的粘度影响很大.液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大.压强对粘性的影响：压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大.毛细现象：玻璃管内的液体在表面张力的作用下液面升高或降低的现象称为毛细现象；描述流体运动的两种方法拉格朗日法：拉格朗日法又称为随体法.它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌.欧拉法：欧拉法又称当地法.它着眼于空间点,把流体的物理量表示为空间位置和时间的函数.空间点的物理量是指,某个时刻占据空间点的.流体质点的物理量,不同时刻占据该空间点的流体质点不同.速度场：速度场是由流体空间各个坐标点的速度矢量构成的场.速度场不仅描述速度矢量的空间分布,还可描述这种分布随时间的变化.定常流动：流动参数不随时间变化的流动.反之,流体参数随时间变化的流动称为不定长流动.迹线：流体质点运动的轨迹.在流场中对某一质点作标记,将其在不同时刻的所在位置点连成线就是该流体质点的迹线.流线：流线是指示某一时刻流场中各点速度矢量方向的假象曲线.流面：经过一条非流线的曲线上各点的所有流线构成的面.对于定常流场,流线也是迹线.脉线：脉线是相继通过某固定点的流体质点连城的线.流体线：在流场中某时刻标记的一串首尾相连接的流体质点的连线,称为该时刻的流体线.由于这一串流体质点由同一时刻的标记,每一个质点到达下一时刻的流体线位置时间相同,因此又称为时间线.流管：在流场中由通过任意非流线的封闭曲线上每一点流线所围成的管状面称为流管.流束：流管内的流体称为流束.总流：工程上还将管道和管道壁所围成的流体看做无数微元流束的总和,称为总流.恒定流：以时间为标准,若各空间点上的流动参数速度、压强、密度等皆不随时间变化,这样的流动是恒定流,反之为非恒定流.均匀流：若质点的迁移加速度为零,即流动是均匀流,反之为非均匀流.内流：被限制在固体避免之间的粘性流动称为内流.外流：外流通常是指流体对物体的外部绕流,固体壁面对流动的影响通常局限在有限的范围内,流场可以使无限的.按照流场中涡量是否为零,可以讲流体分为无旋流动和有旋流动.系统：是指一群确定的流体质点,在运动过程中系统的形状,体积,表面积可以不断的改变,但是要始终包含这些确定的流体质点.所有流体质点物理量的总和称为系统的物理量,更准确的应称为系统的广延量.系统的广延量随时间的变化率称为系统导数.控制体：流场中人为选定的空间几何区域.它的边界面称为控制面.流体的连续性原理：按照拉格朗日的观点,一个流体系统所包含的流体物质质量在流动过程中始终保持不变；按照欧拉的观点,如果流体的密度不变不可压缩流体,流进控制体的物质质量应该等于流出控制体的物质质量.通常将后者称为连续性原理.伯努力方程的适用条件：1. 无粘性流体.2. 不可压缩流体.3. 定长流动.4. 沿流线；沿总流的伯努力的方程适用条件：1.无粘性流体.2. 不可压缩流体.3. 定常流动.4. 沿流束,并且计算截面符合缓变流条件.非均匀流：分为渐变流和急变流,流体质点的迁移加速度很小的流动或是流线近于平行直线的流动定义为渐变流,反之为急变流均匀流的性质对于渐变流近似成立的原因：1、渐变流的过流断面近于平面,面上各点的速度方向近于平行; 2、渐变流过流断面上的动压强与静压强的分布规律相同湍流：湍流运动是各种大小和不同涡量的涡旋叠加而形成的流动,在湍流运动中随即和逆序运动并存.粘性影响区域：由壁面不滑移条件,在物体周围形成从物体熟读为零到外流速速梯度的区域.空化：液体内局部压强降低到液体的饱和蒸气压时,液体内部或液固交界面上出现的蒸气或气体空泡的形成、发展和溃灭的过程 .空蚀：当流场低压区产生的空泡运动到高压区时,或者局部流场由低压周期性的变为高压时,空泡将发生溃灭；液体中运动物体受空化冲击后,表面出现的变形和材料剥蚀现象,又称剥蚀或气蚀.空蚀的两种破坏形式：1.当空泡离壁面较近时,空泡在溃灭是形成的一股微射流连续打击壁面,造成直接损伤；2.空泡溃灭形成冲击波的同时冲击壁面,无数空泡溃灭造成连续冲击将引起壁面材料的疲劳破坏；边界层：当Re1时,粘性影响区域缩小到壁面区域狭窄的区域内称为边界层.边界层特点：1. 厚度很小；2. 随着沿平板流的深入,边界层的厚度不断增长；边界层分离：边界层分离又称流动分离,是指原来紧贴壁面流动的边界层脱离壁面的现象.声速：声速是弹性介质中微弱扰动传播速度的总称.其传播速度金和仅和戒指的弹性和质量之比有关.激波：理论分析和实验都表明,当一个强烈的压缩扰动在超声速流场中传播是,在一定条件下降形成强压波阵面,称为激波.范诺线：1. 当Ma=1时,ds=0,表示范诺线在最大熵值点上的速度达到声速；2. 当Ma<１,时ds与dT异号,表示温度下降时,比熵增大,状态沿范诺线上半支按顺时针方向进行.亚声速流在绝热摩擦管中加速,但是最多达到声速Ma=1,流动中温度、压强、密度均降低,总压也降低.、3. 当Ma>1时,ds与dT同号,表示温度上升时,比熵也增大,状态沿范诺线的下半支按照逆时针的方向进行.超声速在绝热摩擦管中减速,但是最多达到声速Ma=1,流动中的温度、压强、密度均增大,总压降低.绝热摩擦管中的雍塞现象实际管长L>Lmax时将会发生雍塞现象.1.对于亚声速流,雍塞造成的压强扰动可以向上游传播至入口,使入口发生溢流,直至出口截面正好是临界截面为止.2.对于超声速流,雍塞在管中产生激波,激波后变成亚声速流,使临界截面移至出口截面处.激波的位置视雍塞的严重条件而定,特别严重时激波的位置甚至发生在出口截面之前,形成溢流,是流量减少.瑞利线：1. 对于亚声速流Ma<1, 加热dq>0,将会引起流动加速dV>0,但是最多加速到Ma=1顺时针方向沿瑞利线上半支；2. 对于超声速流Ma>1, 冷却dq<0将会引起流动进一步加速dV>0顺时针方向沿瑞利线下半支,反之亦然.加热造成的雍塞现象：1.对于亚声速流,压强扰动逆向传至进口截面,造成溢流使流量减小；2.对于超声速流,雍塞在管中产生激波,时总压损失更大,激波向上游推移,这个过程直至进口截面前才停止.超声速气流先通过激波变成亚声速流,然后再造成溢流,减少流量后才能通过管道.多普勒效应：由于传来的声波的疏密不同,位于不同位置上的观察着将听到不同频率的声音,这种现象称为多普勒效应.马赫锥：流体以超声速流动时,此时马赫波不再保持平面,而是以O为顶点的向流场速度方向的扩张圆锥面,从点声源发出的球形压强的波阵面均与圆锥相切,该圆锥面称为马赫锥 ,母线称为马赫线,圆锥的半锥角称为马赫角；超声速流场的基本特征：在超声速流场中微弱的扰动波的传播是有界的；水头损失的的构成：1.沿程损失,是沿等截面管流动时管壁切应力引起的摩擦损失；2.局部损失,是由1.截面变化引起的速度的重新分布；2. 流体元相互碰撞和增加摩擦；3.二次流；4,流动分离形成漩涡等原因引起的损失.加速度公式的物理意义：B点加速度=B点速度随时间的变化率B的当地变化率+B因空间位置的差异而引起的变化率B点的沿各个轴方向的迁移变化率N-S方程的物理意义：质量×加速度惯性力=体积力+压差力压强梯度+粘性力粘性切应力的散度伯努力方程的物理意义：速度水头+位置水头+压强水头=总水头位置水头+压强水头=测压水头亥姆霍兹速度分解定律意义：M0点领域的另一点M的速度=M0点的速度+流体旋转+线应变速率+角变形速率引起的相对速度常用的流动分析方法：1.基本的物理定律质量守恒定律、牛顿运动定律动量和动量矩守恒定律、热力学第一定律能量守恒定律2.系统和控制体分析法；3.微分与积分的方法；4.量纲分析法；。

第一章流体力学基本概念

分别运动至A’,B’,C’,D’点，则有
A
B
A'
B'
udt
E D D D A A (u d)d u u t d dtudt
图1-2 速度梯度
由于
du ED
dt
因此得速度梯度 duED tgd d
dy dydt dt dt
可以看出dθ为矩形ABCD在dt时间后剪切变形角度，这就表明速度梯度实质上就是流体运动时剪切变形角速度
•第一章流体力学基本概念
随着科学技术的不断进步，计算机的发展和应用，流体力学的研究领域和应用范围将不断加深和扩大。从总的发展趋势来看，随着工业应用日益扩大，生产技术飞速发展，不仅可以推动人们对流动现象深入了解，为科学研究提供丰富的课题内容，而且也为验证已有的理论、假设和关系提供机会。理论和实践密切结合，科学研究和工业应用相互促进，必将推动本学科逐步成熟并趋于完善。
第一章流体力学基本概念
第一节流体力学的发展、应用及其研究方法第二节流体的特征和连续介质假设第三节流体的主要物理性质及分类第四节作用在流体上的力
•第一章流体力学基本概念
第一节流体力学的发展、应用及其研究方法
一、流体力学发展简史
流体力学是研究流体的平衡及运动规律，流体与固体之间的相互作用规律，以及研究流体的机械运动与其他形式的运动（如热运动、化学运动等）之间的相互作用规律的一门学科。流体力学属于力学范畴，是力学的一个重要分支。其发展和数学、普通力学的发展密不可分。流体力学起源于阿基米德（Archimedes，公元前278~公元前212）对浮力的研究。
流体的压缩性及相应的体积弹性模量是随流体的种类、温度和压力而变化的。当压缩性对所研究的流动影响不大，可以忽略不计时，这种流动成为不可压缩流动，反之称为可压缩流动。通常，液体的压缩性不大，所以工程上一般不考虑液体的压缩性，把液体当作不可压缩流体来处理。当然，研究一个具体流动问题时，是否考虑压缩性的影响不仅取决于流体是气体还是液体，而更主要是由具体条件来决定。

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。

力学与流体力学的基本原理

力学与流体力学的基本原理力学与流体力学是物理学中两个重要的分支学科，它们研究的是物质受力的行为和流体在静止和运动状态下的特性。

力学和流体力学的基本原理是物理学中最基础的理论，它们为我们理解和解释自然界中的运动和力量提供了重要的工具。

本文将从宏观和微观两个角度，分别介绍力学与流体力学的基本原理。

1. 力学的基本原理力学研究物体在外力作用下的运动规律。

其中最基本的原理是牛顿三定律：第一定律是惯性定律，物体在外力作用下保持匀速直线运动或静止；第二定律是动力学定律，物体受力的大小与加速度成正比；第三定律是作用与反作用定律，任何物体都会对另一物体产生等大反向的力。

另外，动量、能量守恒定律也是力学的基本原理之一。

动量守恒定律指出，在没有外力作用的系统中，总动量保持不变；能量守恒定律则指出，在没有外界能量输入或输出的情况下，系统的总能量保持不变。

这些基本原理为我们研究物体的运动和相互作用提供了理论基础。

在经典力学里，还有牛顿引力定律，描述了物体之间万有引力的力学行为。

牛顿引力定律的核心是质点之间的引力大小与质量的乘积成正比，并与距离平方成反比。

它解释了地球上的物体受到引力而向下掉落，以及行星绕太阳运动等自然现象。

2. 流体力学的基本原理流体力学研究的是流体在静止和流动状态下的行为。

流体力学的基本原理包括质量守恒、动量守恒和能量守恒定律。

质量守恒定律指出，在封闭系统中，流体的质量不会发生净变化；动量守恒定律则描述了流体受力后的运动状态变化；能量守恒定律指出，在流体中，能量的总量保持不变。

另外，流体的压力也是流体力学的重要概念之一。

压力指的是单位面积上受到的力的大小，它与流体的密度和速度有关。

根据伯努利定律，流体在不同速度下具有不同的压力。

当速度增加时，压力减小；当速度减小时，压力增加。

这个原理解释了飞机飞行、水泵工作等现象。

除了以上基本原理，流体力学还研究了流体的黏性、湍流和边界层等现象。

黏性是流体内部阻碍流动的因素，它使得流体在移动时形成流线，给流体的运动带来阻力。

流体力学发展简介

庆新油田储层的敏感性评价李冰父子修建都江堰
工作特性
气蚀特性关于出口压力稳定性
流体力学的发展简史
对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是古希腊的阿基米德，
他建立了包括物理浮力
定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定了流体静力学的基础。此后千余年间，流体力
牛顿是17世纪科学革命的顶峰人物，在力学上提出作为近
代物理学基础的力学三大定律和万有引力定律；他关于白光由色光组成的发现为物理光学奠定了基础；他还是数学上微积分
学的创始人；他的《自然哲学的数学原理》是近代科学史上最
重要的著作。 1999年12月29日，在英国广播公司评选千年人物的活动中列第三位；在路透社评选千年人物的活动中列第四位。2003年在英国广播公司进行的一项全球性民意调查中，科学家牛顿荣获“最伟大的英国人”称号。
行地发展。
流体力学的发展简史
1822年，纳维建立了粘性流体的基本运动方程；
1845年，斯托克斯又以更合理的基础导出了这个方程，并
将其所涉及的宏观力学基本概念论证得令人信服。这组方程就是沿用至今的纳维-斯托克斯方程（简称N-S方
程），它是流体动力学的
理论基础。上面说到的欧拉方程正是N-S方程在粘度为零时的特例。
流体力学的发展简史
伯努利从经典力学的能量守恒出发，研究供水管道中水的流动，精心地安排了实验并加以分析，得到了流体定常运动下的流速、压力、管道高程之间的关系——伯努利方程。
p u2 z c g 2g
流体力学的发展简史
丹尼尔· 伯努利（Daniel Bernoulli,1700-1782） 1700年1月29日生于尼德兰的格罗宁根。他自幼兴趣广泛，先后就读于尼塞尔大学、斯特拉斯堡大学和海德堡大学，学习逻辑、哲学、医学和数学。1724年，丹尼尔获得有关微积分议程的重要成果，从而轰动了欧洲科学界。他还把牛顿力学引入对流体力学的研究，其著名的《流体力学》一书影响深远。他同时还是一位气体动力学专家。 1726年，伯努利通过无数次实验，发现了“边界层表面效应”：流体速加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加。纪念这位科学家的贡献，这一发现被称为 “伯努利效应”。伯努利效应适用于包括气体在内的一切流体。 1782年3月17日，丹尼尔· 伯努利在瑞士塞尔去世。

流体力学基础知识汇总

流体力学基础知识汇总流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。

流体力学是物理学领域中的一个重要分支，广泛应用于工程学、地球科学、生物学等领域。

本文将从流体力学的基础知识出发，概述流体力学的相关内容。

一、流体静力学流体静力学研究的是静止的流体以及受力平衡的流体。

静止的流体不受外力作用时，其内部各点的压力相等。

根据帕斯卡定律，压强在静止的流体中均匀分布。

流体静力学的重要概念包括压强、压力、密度等。

压强是单位面积上受到的力的大小，而压力是单位面积上受到的力的大小和方向。

密度是单位体积内质量的多少，与流体的压力和温度有关。

二、流体动力学流体动力学研究的是流体在受力作用下的运动规律。

流体动力学的重要概念包括流速、流量、雷诺数等。

流速是单位时间内流体通过某一截面的体积。

流速与流量之间存在着直接的关系，流量等于流速乘以截面积。

雷诺数是描述流体流动状态的无量纲参数，用于判断流体流动的稳定性和不稳定性。

三、伯努利定律伯努利定律是流体力学中的一个重要定律，描述了流体在沿流线方向上的压力、速度和高度之间的关系。

根据伯努利定律，当流体在流动过程中速度增加时，压力会降低；当流体在流动过程中速度减小时，压力会增加。

伯努利定律在飞行、航海、液压等领域有着重要的应用。

四、黏性流体黏性流体是指在流动过程中会发生内部层滑动的流体。

黏性流体的流动过程受到黏性力的影响，黏性力会导致流体的内部发生剪切变形。

黏性流体的流动规律可以通过纳维-斯托克斯方程来描述。

黏性流体在润滑、液体运输、地质勘探等领域有着广泛的应用。

五、边界层边界层是指在流体与固体表面接触的区域，流体的速度在边界层内逐渐从0增加到与远离表面的流体速度相等。

边界层的存在会导致流体的阻力增加。

研究边界层的特性可以帮助理解流体与固体的相互作用，对于设计高效的流体系统具有重要意义。

流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。

流体力学的基础知识包括流体静力学、流体动力学、伯努利定律、黏性流体和边界层等内容。

第1章流体力学基本知识

数学表达式：
二、流体的粘滞性粘滞性：流体内部质点间或层流间因相对运动而产生内摩擦力（切力）以反抗相对运动的性质。
牛顿内摩擦定律：
F－内摩擦力,N; S－摩擦流层的接触面面积,m2；
τ－流层单位面积上的内摩擦力（切应力）,N/
m2；
du/dn－流速梯度，沿垂直流速方向单位长度的流速增值；

hω1-2 ＝Σhf＋Σhj
二、流动的两种型态－－层流和紊流
二、流动的两种型态－－层流和紊流

实验研究发现，圆管内流型由层流向湍流的转变不仅与流速u有关，而且还与流体的密度、粘度以及流动管道的直径d有关。将这些变量组合成一个数群du/，根据该数群数值的大小可以判断流动类型。这个数群称为雷诺数，用符号Re表示，即

从元流推广到总流，得：

由于过流断面上密度ρ为常数，以
u d u d
1 1 1 2 2 1 2
2

带入上式，得：

ρ1Q1 ＝ρ2 Q2 Q＝ωv ρ1ω1v 1＝ρ2ω2v 2
（1－11）
（1－11a）

（1－11）、（1－11a）－－质量流量的连续性方程式。
建筑设备工程
第一章流体力学基本知识第1节流体的主要物理性质第2节流体静压强及其分布规律第3节流体运动的基本知识第4节流动阻力和水头损失第5节孔口、管嘴出流及两相流体简介

本章介绍流体静力学，流体动力学，流体运动的基本知识，流体阻力和能量损失，通过本章的学习可以对流体力学有一个大概的了解，但讲到的内容是很基础的。

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2 2 2
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流体力学相关知识点

流体力学相关知识点流体力学是一门研究流体（液体和气体）的力学行为的学科。

以下是流体力学中的一些基本概念和知识点：1. 牛顿粘性定律：流体力学中的内摩擦力或粘性力，与相对速度梯度和接触面面积成正比，与流体的物理属性（粘度）有关。

2. 伯努利定理：在不可压缩、无粘性的理想流体中，流体的总能量（动能+势能）沿流线保持不变。

3. 斯托克斯定理：在重力和表面张力作用下的粘性流体，如果流动是小扰动引起的，则流线是围绕封闭曲线的闭合曲线。

4. 泊肃叶定律：在一定条件下，粘性流体在管道中流动时，其流量Q与管道半径r，流体粘度μ及管道长度L成正比，与压强差ΔP成正比。

5. 库塔流定理：在二维不可压缩、无粘性的理想流体中，如果存在一个封闭的不可穿透的曲线（库塔流线），则在该曲线所包围的区域内，存在一个与之相对应的稳定流体运动。

6. 欧拉方程：描述了流体运动的动量变化率等于外力（体积力与表面力之和）对该流体微元的作用。

7. 雷诺方程：描述了粘性流体在管内层流时，其动量方程如何受到粘性的影响。

8. 纳维-斯托克斯方程：描述了考虑粘性效应的流体运动的动量、能量和组分变化等基本方程。

9. 普朗特边界层方程：描述了流体在物体表面附近形成边界层后，边界层的动量、能量和组分变化等基本方程。

10. 流体静力学：研究流体静止时的平衡状态及对固体壁面的压力和作用力。

11. 流体动力学：研究流体运动的基本规律，包括速度场、压力场、温度场等。

12. 湍流理论：研究湍流的形成、发展和衰减机理，建立湍流模型并求解湍流运动的基本方程。

13. 流动稳定性理论：研究流体运动的稳定性问题，分析流体微小扰动的发展和演化过程。

14. 计算流体力学：通过数值方法求解流体力学的基本方程，模拟和分析流体运动的规律和特性。

以上是流体力学中的一些基本概念和知识点，它们是理解和解决实际工程问题的基础。

流体力学课件

17世纪中叶——18世纪中叶：1687年牛顿的黏性流体内摩擦定律 1738年伯努利<<水动力学>>,基本概念 1755年欧拉<<流体运动的一般原理>>,理流方程第三阶段：沿着古典流体力学和水力学两条道路发展（18世纪中叶——19世纪末）
古典流体力学：欧拉提出理想流体 1826年纳维提出黏性流体运动微分方程水力学：达西与魏斯巴赫沿程水头损失公式第四阶段：发展成为近代流体力学阶段（19世纪末至今）理论与实验密切结合：雷诺于1882年提出相似原理加速理论与实验的结合、理论与生产实践密切联系： 1904年普朗特提出光辉的边界层理论
P
N N τ
2、特性二：静压强的大小与作用面方向无关，或说作用于同一点上各方向的静压强大小相等。证明： z C dz △py A x △pn △px dy B y
（1）作用力 ① 表面力：
0 dx
△pz
1 p x p x SOBC p x dydz 2 1 p y p y SOAC p y dxdz 2 1 p z p z SOAB p Z dxdy 2 p n p S ABC
pN d‘
N O’ d c‘ dx
1 p 0 化简得： X x
同理：
a
1 p Y 0 y
1 p Z 0 z
z dz
b‘
M
b pM dy
c y
0
x
上式用向量表示： f
1

p 0
该方程表明：静止流体中各点单位质量流体所受质量力和表面力平衡。 2、平衡微分方程的全微分式：
b‘
b p M
c y

7.31_pm_黑洞物理_一个新前沿_蔡荣根

一个D维包含引力的理论===一个（D-1)维不包含引力的理论
事情的另一方面是关于黑洞熵的统计自由度！
（String Theory, 1996)
(A. Strminger)
(C. Vafa)
In Loop Quantum Gravity
(A.Ashtekar,J.Baez,A. Corichi and K. Krannov, PRL,1998)
研究这两者的关系利用非平衡流体力学来研究动力学时空的性质动力学黑洞的热力学性质，应用于QGP 利用引力理论来研究流体力学中的问题如激波，湍流 ……
AdS/CFT 和七个千禧年问题
Clay Mathematics Institute (/millennium) The seven Millennium Prize Problems (US$7 million): 1) Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture 2) Hodge Conjecture 3) Navier-Stokes equations 4) P vs NP 5) Poincare Conjecture 6) Riemann Hypothesis 7) Yang-Mills theory
ห้องสมุดไป่ตู้
黑洞的形成：数字模拟引力塌缩的临界现象
M ~ C ( p )( p p* )

0.374
(M. Choptuik, 1993) 数值相对论近十年的最大成就！
M ~ C ( p )( p p* )

标量场塌缩不形成黑洞！
标量场塌缩形成黑洞！
广义相对论和黑洞：
Einstein’s equations （1915）:

牛顿在力学的贡献有哪些

牛顿在力学的贡献有哪些
伽利略的研究引领了力学领域的发展，而伽利略之后，牛顿的贡献更是让力学理论有了革命性的突破。

牛顿在力学领域的贡献，主要表现在三大方面：牛顿三定律的提出与应用、万有引力定律、流体力学的研究。

首先，牛顿的三大定律成为力学领域的基石，被誉为“近代力学的摇篮”。

它们包括：1.第一定律，也称为惯性定律。

牛顿指出，物体如果没有受到外力的作用，将保持
静止状态或者匀速直线运动状态。

2.第二定律，描述了物体所受合外力与其加速度之间的关系。

即称为力的定义公式
F=ma，这个公式是力学研究的基础。

3.第三定律，亦称为作用—反作用定律，提出了物体间相互作用的规律，即任何物
体施加在另一物体上的力，总有一个大小相等、方向相反的反作用力。

其次，牛顿的万有引力定律也是力学领域的重大创新，为后世研究提供了广阔的领域。

万有引力定律指出了两个物体之间的引力与它们的质量和距离的平方成正比，成为描述宇宙万物运动的基本定律，成为天体运动的基础。

万有引力定律被广泛应用在天文学等领域。

最后，牛顿在流体力学方面的研究也让人们对流体的运动有了更深刻的认识。

他提出了牛顿流体假设，阐述了流体的力学性质，并通过实验方法验证了自己的研究成果。

综上所述，牛顿在力学领域的贡献无疑是不可忽视的，他的三大定律成为近代力学的基石，万有引力定律为宇宙万物的运动提供了基本定律，流体力学的研究更是为后来的科学家提供了许多研究思路。

可以说，牛顿的贡献使得力学领域迈向了一个新的里程碑。

1。

当代中国十大科学家

当代中国十大科学家著名数学家华罗庚华罗庚是我国享誉世界的著名数学家，是中国解析数论、矩阵几何学、典型群、自安函数论等多方面研究的创始人和开拓者。

少年命运多坎坷，但刻苦自学，18岁在《科学》杂志发表数学论文，1920年8月，任清华大学图书馆助理员，用6年半时间读完高中至大学的全部课程，同时学习英、法、德语言，并在国际权威杂志上发表论文5篇。

1936年赴英国剑桥大学留学，彻底解决了欧洲数学之王高斯提出的完整三角合估计问题，轰动了剑桥，被誉为“剑桥的光荣”。

1938年学成回国，任西南联大教授。

46年10月应爱因斯坦之邀赴美讲学，后任普林斯顿数学研究所研究员、普林斯顿大学和伊利诺斯大学终身教授。

1950年1月，华罗庚回到祖国，出任清华大学数学系教授和中国科学院数学研究所、应用数学研究所所长，是中国数学学会理事长，美国国家科学院国外院士，第三世界科学院院士，中国科协副主席，国务院学位委员会委员。

他一生研究成果卓著，写有10多部著作，200多篇论文，其专著《堆垒素数论》系统地总结、发展与改进了哈代与李特尔伍德圆法、维诺格拉多夫三角和估计方法及他本人的方法，发表40余年来，主要结果仍为世界最佳，先后被译为多国文字出版，成为20世纪经典数论著作之一。

在国际上以华氏命名的数学科研成果就有“华氏定理”、“怀依—华不等式”、“华氏不等式”、“普劳威尔—加当华定理”、“华氏算子”、“华—王方法”等，完全确定了他作为纯粹数学若干分支的世界领袖人物之一的地位。

美国著名数学家贝特曼著文称：“华罗庚是中国的爱因斯坦，足够成为全世界所有著名科学院院士。

”他平生大力推广和普及“优选法”和“统筹法”，为我国民族工业的技术进步做出了不可磨灭的贡献。

著名地质学家李四光李四光是世界著名的科学家、古生物学家、地层学家、大地构造学家、第四纪冰川学家、地质学家、教育家和社会活动家，是我国现代地球科学和地质工作奠基人。

1904年留学日本，并成为孙中山领导的同盟会中年龄最小的会员。

理论力学中的流体力学基本原理

理论力学中的流体力学基本原理流体力学是理论力学的重要分支之一，研究液体和气体在静力学和动力学条件下的行为和性质。

本文将介绍流体力学中的基本原理，包括流体静力学和流体动力学两个方面。

一、流体静力学基本原理流体静力学研究的是静止状态下的流体行为和性质。

在此我们主要讨论流体压强和流体静力学定律两个方面。

1. 流体压强流体压强是流体静力学中的一个重要概念，它与液体的密度和高度有关。

当液体位于重力场中时，液体的某一点上受到的压强等于液体的重力与液面上方液体的压强之和。

这可以由流体的静力学平衡方程推导得出。

2. 流体静力学定律流体静力学定律是流体静力学的基本原理之一。

根据这一原理，当流体处于静止平衡状态时，压强在流体内任意两点之间的差等于液柱的重力。

二、流体动力学基本原理流体动力学研究的是流体在运动状态下的行为和性质。

在此我们主要讨论流体的运动方程和伯努利定律。

1. 流体的运动方程流体的运动方程描述了流体在运动过程中的变化规律。

它包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程三个方面。

这些方程可以用偏微分方程的形式表示，并可以根据不同的具体情况进行简化。

2. 伯努利定律伯努利定律是流体动力学中的一条重要定律，描述了在定常流动条件下，沿着流线的速度、压强和位能密度之间的关系。

根据伯努利定律，当流体在一条流线上加速时，其压强将降低，而当流体在一条流线上减速时，其压强将增加。

三、应用和研究领域流体力学的基本原理在实际应用和科学研究中具有广泛的应用和重要意义。

它被广泛应用于航空航天、能源工程、水利工程、地质工程等领域。

在航空航天领域，流体力学理论可用于飞行器的设计和性能计算；在能源工程领域，流体力学理论可用于流体输油管道的设计和优化；在水利工程领域，流体力学理论可用于水流的流动和水坝的设计等。

总结起来，理论力学中的流体力学基本原理涵盖了流体静力学和流体动力学两个方面。

流体力学的研究和应用对于实际工程和科学研究具有重要意义，有助于我们深入理解流体的行为和性质，并为工程设计和优化提供基础。

理论模型与计算流体力学的基本原理

理论模型与计算流体力学的基本原理流体力学是研究流体运动规律的学科，可以分为实验流体力学和计算流体力学两大分支。

计算流体力学是通过建立数学模型来解决流体力学问题的方法，其基本原理涉及到了相关的数学和物理概念，并且采用数值方法对模型进行求解。

首先，理论模型在计算流体力学中起着重要的作用。

理论模型是描述流体运动规律的数学方程组，一般包括质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本方程。

这些方程可以通过对连续介质的运动、物质量传输和能量传输过程的研究得到。

其中最基本的方程是连续性方程，它描述了质量的守恒，即流体在空间和时间上的质量变化。

其次，计算流体力学的基本原理是基于这些理论模型进行建立的。

计算流体力学通过将连续性方程和其它守恒方程转化为偏微分方程，然后使用数值方法对这些方程进行离散化求解。

离散化的过程将连续的物理量转化为离散的网格上的数值，这样就可以通过数值计算的方式来求解流体力学问题。

在计算流体力学中，常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。

有限差分法是一种基于差商逼近的数值方法，将求导过程转化为差商的形式来近似求解偏微分方程。

有限元法将求解区域离散为单元，通过分片多项式逼近来近似求解偏微分方程。

有限体积法则将求解区域划分为离散的控制体积，通过对控制体积的积分来近似求解偏微分方程。

此外，计算流体力学还涉及到流体材料的性质，如流体的黏性、密度、热导率等。

这些物理特性通常由流体模型提供，例如牛顿流体模型、非牛顿流体模型等。

计算流体力学模拟中，根据不同的流体模型选择合适的物理参数，以保证模拟结果的准确性。

在实际应用中，计算流体力学被广泛应用于工程领域，如飞行器设计、汽车空气动力学、建筑物气流设计等。

通过计算流体力学，可以对流体力学问题进行数值模拟，获取流体力学参数的分布情况，为工程设计提供指导和优化方案。

总结起来，理论模型是计算流体力学的基础，通过建立数学模型来描述流体运动规律；计算流体力学的基本原理则是基于这些理论模型的数值解法，通过将连续性方程和守恒方程进行离散化求解来得到流体力学问题的解答。

berboulli射有引力原理 -回复

berboulli射有引力原理-回复伯努利定律是流体力学中的一个重要理论，它描述了流体流动中的动量原理。

这个定律是由瑞士数学家丹尼尔·伯努利在18世纪提出的，被广泛应用于工程和自然科学领域中。

伯努利定律也被称为伯努利方程或伯努利原理。

伯努利定律的核心思想是，流体在运动过程中，其压力、速度和高度之间存在着相互关系。

具体而言，当一个流体通过一段管道或孔洞时，其压力会根据速度的变化而发生变化。

伯努利定律可以用以下公式表示：P + 1/2ρv²+ ρgh = 常数其中，P表示流体的压力，ρ表示流体的密度，v表示流体的速度，g表示重力加速度，h表示流体的高度。

这个公式反映了流体的总能量守恒。

首先，我们来讨论伯努利定律的基本原理。

考虑一个水平管道，其中有一段长度为L的直管。

我们假设管道中的流体是理想的、不可压缩的液体，且流动是稳定的。

在管道的两端，我们分别设立两个截面A和B，其面积分别为A和B。

设截面A处的压强为P1，速度为v1，截面B处的压强为P2，速度为v2。

根据伯努利定律，我们可以得到以下关系式：P1 + 1/2ρv1²+ ρgh1 = P2 + 1/2ρv2²+ ρgh2其中，ρgh1表示流体在截面A处的重力势能，ρgh2表示流体在截面B 处的重力势能。

接下来，我们来具体分析伯努利定律的应用。

首先，让我们考虑一个简单的例子：水流从一个窄口倾泻出来。

当水流通过窄口时，水流的速度会增加，压强会减小。

这是因为根据伯努利定律，速度与压强呈反比关系。

当水流速度增加时，其动能也会增加，这就意味着水流具有更大的动力。

因此，在窄口处，水流的压强会减小，以保持动能不变。

另一个常见的应用是飞机的机翼。

机翼上下表面的形状不同，上表面比下表面更加凸起。

当飞机在飞行中，空气流经机翼时，速度增加，压强减小，从而形成了一个上下表面压差。

这个压差会产生升力，使得飞机能够在空中飞行。

这个原理是基于伯努利定律的。

流体力学与力学问题的相关性分析

流体力学与力学问题的相关性分析引言：流体力学和力学问题是物理学中两个重要的研究领域。

流体力学研究流体的运动和力学性质，而力学问题则关注物体的运动和受力情况。

尽管两者看似有些相似，但实际上它们有着不同的研究对象和方法。

本文将从宏观和微观两个层面，分析流体力学与力学问题的相关性。

一、宏观层面的相关性1. 物质连续性：流体力学和力学问题都涉及物质的连续性。

在流体力学中，连续介质假设认为流体是连续分布的，通过质量守恒方程和连续性方程来描述流体的运动。

而在力学问题中，物体也被视为连续分布的，通过质点力学和刚体力学来研究物体的运动。

这种连续性的假设使得流体力学和力学问题可以共同考虑物质的运动。

2. 力的作用：流体力学和力学问题都关注力的作用。

在流体力学中，通过施加压力或者施加力使得流体产生运动。

力学问题中，力是物体运动的原因，通过分析力的作用来研究物体的运动。

虽然力的作用方式有所不同，但是力对物体的影响是流体力学和力学问题的共同关注点。

3. 能量守恒：流体力学和力学问题都涉及能量守恒。

在流体力学中，通过能量守恒方程来描述流体的能量转换和传递。

力学问题中，通过动能和势能的转换来研究物体的运动。

能量守恒的原理使得流体力学和力学问题可以共同考虑能量的变化。

二、微观层面的相关性1. 分子运动：流体力学和力学问题都涉及分子运动。

在流体力学中，通过分子间的相互作用和碰撞来解释流体的宏观性质。

力学问题中，通过分子间的相互作用和碰撞来解释物体的宏观运动。

分子运动的研究使得流体力学和力学问题可以共同考虑微观粒子的行为。

2. 动量守恒：流体力学和力学问题都涉及动量守恒。

在流体力学中，通过动量守恒方程来描述流体的运动和碰撞。

力学问题中，通过动量守恒定律来研究物体的运动和碰撞。

动量守恒的原理使得流体力学和力学问题可以共同考虑动量的变化。

3. 应力与应变：流体力学和力学问题都涉及应力和应变的概念。

在流体力学中，通过应力和应变的关系来描述流体的变形和流动。

引力与运动的关系

引力与运动的关系引言：引力是物体之间相互吸引的力量，而运动是物体在空间中改变位置的过程。

引力与运动之间存在着密切的关系，这种关系在天文学和物理学中具有重要的意义。

本文将就引力与运动的关系展开探讨。

一、牛顿的引力定律与运动牛顿的引力定律是描述引力与运动关系的基础。

该定律表明，两个物体之间的引力与它们的质量有关，而与它们之间的距离成反比。

具体而言，牛顿的引力定律可以用以下公式表示：F =G * (m1 * m2) / r^2其中，F表示两个物体之间的引力，G是一个常量，m1和m2分别代表物体1和物体2的质量，r表示两个物体之间的距离。

根据该定律，两个物体之间的引力越大，它们之间的距离越近，质量越大，这种关系将会在物体的运动中产生影响。

二、引力对运动的影响1. 轨道运动引力对运动最直观的影响就是物体的轨道运动。

例如，地球绕着太阳的轨道运动就是由引力所决定的。

在这种情况下，地球受到太阳的引力作用，以一定的速度绕着太阳转动。

引力的作用使得地球在椭圆轨道上运动，维持了地球与太阳之间的平衡状态。

2. 自由落体运动引力还对自由落体运动产生重要影响。

所谓自由落体运动是指物体在只受到重力作用下自由下落的运动。

根据牛顿的第二定律，一个质量为m的物体在重力作用下的加速度为g。

这意味着重力不仅会使物体沿着竖直方向下落，而且还会加速物体的运动速度。

自由落体运动是引力与运动之间密切的联系。

3. 行星运动引力还解释了行星的运动方式。

根据开普勒定律，行星绕着太阳运动的轨道是椭圆形的，并且太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。

这种椭圆轨道的形状是由引力决定的。

行星受到太阳的引力作用，根据引力定律产生向心力，使得行星在椭圆轨道上运动。

结论：引力与运动之间存在着紧密的关系。

牛顿的引力定律解释了引力与物体质量、距离之间的关系，而引力对运动的影响主要表现在物体的轨道运动、自由落体运动和行星运动中。

引力与运动的关系对于天文学和物理学的研究具有重要意义，通过对这种关系的深入研究，我们能够更好地理解宇宙的运行规律。