流体力学与流体机械上复习提纲

《流体力学与流体机械》(上)复习提纲

第一章流体及其物理性质

1．流体如何定义？流体为什么具有流动性？流体与固体有何本质区别？液体与气体的特点有何不同？

2．何谓流体微团和流体质点？把流体作为连续性介质假设有何实际意义？分析该假设的合理性。

3．理解和熟练掌握流体的密度、重度、比重和比容等重要物性参数的概念，特别需要注意比重和重度的区别，均匀流体和非均匀流体，以及混合流体的密度、重度等物性参数的应如何计算？重度与密度之间的关系，熟练掌握等压条件下气体密度的简化计算式(1-13)。4．何谓流体的压缩性和膨胀性？流体压缩性和膨胀性的大小如何度量？流体的体积压缩系数βp、体积弹性系数E及体积膨胀系数β

的单位是什么？如何用这三个系数的大小来判别

T

流体压缩性的大小？

5．理解和熟练掌握理想气体状态方程的形式和物理意义，以及方程中各物理量的单位。6．可压缩流体和不可压缩流体是如何定义的？液体就是不可压缩流体、而气体就是可压缩流体吗？不可压缩流体是真是存在的流体吗？引入不可压缩流体的概念有何实际意义？在什么情况下可以认为流体是不可压缩的？

7．理解和掌握马赫数M的概念及其物理意义，为什么说当M＜0.3时，流体的可压缩性可以忽略不计？

8．何谓流体的粘性和粘性力(内摩擦力)？为什么流体会具有粘性？重点掌握流体的粘性是怎样产生的？流体与固体壁面间的粘性和粘性力是如何构成的？流体的内摩擦力与固体壁面间的摩擦力有何区别？它们所遵循的规律相同吗？

9．深入理解和熟练掌握牛顿内摩擦定律的内容、数学表达式的形式及其物理含义和工程应用。何谓速度梯度？

10．深入理解和熟练掌握流体的动力粘度和运动粘度的物理本质及含义、二者之间的区别与联系，分析影响流体的粘性的两大主要因素——压力和温度对流体的粘性的影响。11．处于静止状态或等速运动状态下的流体是没有粘性的吗？何谓流体的粘性切应力？12．了解流体粘度的常用测量方法及恩氏粘度的概念，以及恩氏粘度如何转换成运动粘度和动力粘度。

13．何谓粘性流体？何谓理想流体？理想流体是真是存在的流体吗？把实际流体假设成为理想流体有何实际意义？何谓完全气体？何谓牛顿流体？何谓非牛顿流体？非牛顿流体又可分为哪几类？

14．何谓表面张力？表面张力是怎样产生的？表面张力的大小如何表示？它的单位是什么？影响表面张力的主要因素有哪些？表面张力所引起的附加法向压力应如何计算？15．何谓毛细现象？产生毛细现象的根本原因是什么？毛细现象在工程上会造成什么影响？液体在毛细管内上升或下降的高度应如何计算？

第二章流体静力学

1．理解和掌握静止与相对静止的概念及区别，理解和掌握惯性参照系与非惯性参照系的概念及区别。

2．何谓表面力？表面力有哪几种？表面力在工程上通常以何种形式来表示，其单位是什么？表面力是沿着表面连续分布的力还是集中的力？何谓质量力？质量力有哪几种？在工程上质量力通常以何种形式来度量？何谓单位质量力？其单位是什么？深入理解和熟练掌握惯性力是一种什么样的力？

3．何谓流体的静压力？运动的流体具有静压力吗？流体的静压力具有哪两个基本特性？如何证明这两个基本特性？

4．深入理解和熟练掌握流体平衡微分方程式的推导过程、方程式的形式(包括全微分方程式的形式)、方程的物理意义和使用条件。

5．理解和掌握有势质量力及力的势函数的概念，满足什么条件的质量力才是有势的质量力？有势质量力所做的功与路径有关吗？力的势函数与流体静压力之间有何联系？

6．何谓等压面？等压面有哪几个主要特性？学会利用等压面的特性分析工程问题，熟练掌握等压面微分方程的形式和物理含义，以及该微分方程式的积分。

7．何谓重力流体？深入理解和熟练掌握流体静力学基本方程(包括水静力学基本方程)的推导过程、方程的形式、物理意义(包括力学意义、能量意义和几何意义)和使用条件。

8．深入理解和熟练掌握流体的静压、位压，比压力能、比位能、比势能，静压头、位压头、测压管压头的概念，物理意义以及各自的单位。

9．在工程应用中学会基准面的选取和等压面的确定。

10．理解和掌握绝对压力、相对压力的概念，正压、负压和零压的概念，真空度和真空高度的概念，以及它们之间的相互关系。

11．深入理解和熟练掌握大气浮力作用下气体静力学基本方程的推导过程、方程的形式、物理意义和使用条件。注意：该方程中使用的是相对压力。

12．特别提醒：要深入理解和熟练掌握密闭容器内热气体和冷气体的绝对压力及相对压力沿高度方向的变化规律，并能够做出深入分析。

13．根据水静力学基本方程，掌握测压管、U型管及斜管微压计等测压计的测量原理和测压方法。

14．深入理解和熟练掌握匀速直线运动液体、等加速运动液体、等角速度旋转液体在相对平衡时，其液体内部静压力的分布规律、等压面的形状和等压面方程、以及自由液面方程的推导方法和推导过程。注意分析密闭容器内充满液体时的特殊情况。

15匀速直线运动液体、等加速运动液体、等角速度旋转液体在相对平衡时，其液体内部静压力在深度方向的分布规律与静止液体中的静压力分布规律有何不同？

16．静止液体作用在平面上总压力的计算有哪两种方法？何谓面积矩(静面矩)和惯性矩？静力矩定理和面积矩的内容是什么？何谓平行力系求和原理？

17．如何确定作用在平面上的总压力的大小和方向？如何确定总压力的作用点(压力中心)？

熟练常见图形(如矩形、三角形、圆形和椭圆形)的面积A、形心位置y c和惯性矩I xc计算公式。

18．何谓静压力分布图？如何用图解法来确定作用在平面上的总压力的大小和方向？简述图解法的适用条件，分析图解法的优缺点。

19．如何确定静止液体作用在曲面上的总压力的水平分力和垂直分力的大小和方向？总压力的方向和作用点应如何确定？

20．何谓压力体？何谓实压力体和虚压力体？

第三章流体动力学基础

1．造成流体流动的原因可分为哪两大方面？何谓自然流动？何谓强制流动。

2．研究流体运动的方法有哪两种？拉格朗日法和欧拉法各自的着眼点有何不同？用这两种方法来确定流体质点的位置、速度、加速度，以及其它流动参量对时间的变化率等公式有何不同？为什么在工程应用上常用的是欧拉方法而不用拉格朗日方法？

3．何谓当地加速度(或时变加速度)？何谓迁移加速度(或位变加速度)？在什么情况下流体质点的当地加速度为零？在什么情况下流体质点的迁移加速度为零？在什么情况下流体质点的总加速度为零？

4．流体质点其它流动参量对时间的总变化率及当地变化率和迁移变化率应如何计算？在什么情况下流动参量的当地变化率为零？在什么情况下流动参量的迁移变化率为零？在什么情况下流动参量对时间的总变化率为零？

5．何谓流场？何谓稳定流场和非稳定流场？何谓一维流场、二维流场和三维流场？如何区分稳定流场和非稳定流场？如何区分一维流场、二维流场和三维流场？何谓控制体和控制面？控制体的位置、形状和大小随流体的流动以及过程的进行而改变吗？控制面一定要是实际存在的表面吗？

6．何谓迹线？何谓流线？举例说明。迹线与流线各自具有什么特点？流线具有哪些重要性质？注意流线交点的三个特例—驻点、奇点和切点。熟练掌握流线微分方程的形式和含义，注意该方程的积分。

7．何谓流管和流束？流管和流束具有哪些重要性质？流体能够穿过流管流进流出吗？何谓微元流管和微元流束？何谓有效截面？何谓均匀流和非均匀流？对于均匀流来说，流体质点的迁移加速度为零吗？

8．熟练掌握流量(体积流量、质量流量和重量流量)的概念、单位及其计算；平均流速的概念，平均流速是一个假想的流速，引入平均流速有何实际意义？

9．连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的应用。深入理解和熟练掌握直角坐标系下可压缩流体稳定流动和不稳定流动的三维连续性方程、不可压缩流体的三维连续性方程的推导过程、方程的形式和物理意义及其适用条件。特别是直角坐标系下不可压缩流体的三维连续性方程的形式、物理意义和适用条件、以及工程应用。

10．理解和掌握圆柱坐标系下可压缩流体稳定流动和不稳定流动的三维连续性方程、不可压缩流体的三维连续性方程的推导过程、方程的形式和物理意义及适用条件。特别是圆柱