流体及其主要物理性质流体静力学

流体力学复习大纲
第 1 章 流体及其主要物理性质
一、概念
1、什么是流体？什么是连续介质模型？连续介质模型的适用条件； 2、流体粘性的定义；动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式；理想流体的
定义及数学表达；牛顿内摩擦定律（两个表达式及其物理意义）；粘性产生的 机理，粘性、粘性系数同温度的关系；牛顿流体的定义； 3、可压缩性的定义；体积弹性模量的定义、物理意义及公式；气体等温过程、 等熵过程的体积弹性模量；不可压缩流体的定义及体积弹性模量； 4、作用在流体上的两种力。
适用条件（注意单位重量流体和单位质量流体伯努利方程的不同表达形式 式）； 3、毕托管、文丘里流量计测量的参数及测量原理；虹吸管的最大安装高度（最 大许用真空及冷沸腾现象）； 4、势流伯努利方程：公式、各项物理、总体物理意义、适用条件； 5、总流伯努利方程：公式、各项物理和几何意义、总体物理和几何意义、适用
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第 9 章 管道内的流动
一、概念
1、圆管紊流速度分布（定性），Re 与圆管紊流速度分布的关系（定性）； h 轴与功率的关系；
2、水力损失的概念；沿程损失公式、物理意义，不同流态下圆管沿程损失系数 与什么参数有关，如何计算？水力光滑管的概念，莫迪图中不同区域的特点 （层流、水力光滑管、完全粗糙区等）；局部损失公式，淹没进口和淹没出口 的局部损失系数；
流导数（迁移导数、位变导数）的物理意义、数学描述；流体质点加速度、 不可压缩流体、均质不可压缩流体的数学描述； 5、流线、迹线、染色线的定义、特点和区别，流线方程、迹线方程，什么时候 三线重合；流管的概念； 6、线变形的概念：相对伸长率、相对体积膨胀率公式，不可压缩流体的相对体 积膨胀率应为什么？旋转的概念：旋转角速度公式，什么样的流动是无旋的？ 角变形率公式。 7、微分形式连续方程的适用条件、物理意义、公式及各种简化形式。
二、计算
1、U 型管测压计的计算； 2、绝对压强、计示压强及真空压强的换算； 3、平壁面上静压力大小的计算。
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第 3 章 流体运动概述
一、概念
1、描述流体运动的两种方法（着眼点、数学描述、拉格朗日及欧拉变数）； 2、流场的概念，定常场、非定常场、均匀场、非均匀场的概念及数学描述； 3、一元、二元、三元流动的概念； 4、物质导数的概念及公式：物质导数（质点导数）、局部导数（当地导数）、对
的特征长度和特征速度是什么？起始段和充分发展流动的概念； 4、N-S 方程的简化，圆管层流的速度分布、切应力分布，最大速度与平均速度
之间的关系； 5、紊流瞬时物理量、时均物理量和脉动物理量的概念及相互关系，脉动物理量 的时均值；紊流切应力的构成；圆管紊流的结构（紊流核心区、层流底层、过渡 区）；圆管紊流总切应力分布（定性），分子粘性应力及紊流附加应力（雷诺应力） 沿圆管不同径向位置有什么样的变化.
需注意的问题（如模型几何尺寸不能太小等）以及数学描述；自模化的定义；
二、计算
1、近似模型法求解模型或实物流动中的各种参数（如速度、阻力等）。
第 8 章 势流
1、势流的概念，流函数、速度势函数存在的条件、满足拉普拉斯方程的条件， 与速度之间的关系（柯西－黎曼条件）；流函数与流量的关系；等流函数线与 流线的关系；速度场有势的概念；等流函数线与等势函数线的关系；流线或 等势线密集的地方说明什么？
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条件（注意方程表达形式及量纲）；缓变流概念及数学描述；动能修正系数概 念。
二、计算
1、连续方程同伯努利方程的综合应用（注意伯努利方程的应用）；
第 5 章 粘性流体运动基础
一、概念
1、粘性流体中一点的应力状态与理想流体有什么区别； 2、N-S 方程的物理意义；本构方程的定义？切应力公式。 3、流动的两种状态及判断准则数；圆管流动临界雷诺数的值以及计算雷诺数时
二、计算
1、结合第 9 章进行管道计算（应用连续方程、总流伯努利方程进行管道压力损 失计算）。
第 6 章 流体动力学积分方程分析
Fra Baidu bibliotek一、概念
1、系统和控制体的概念； 2、雷诺输运定理公式、适用条件、物理意义以及式中各项的物理意义（具体到
连续方程、动量方程）； 3、积分连续方程、动量方程公式（重点是求和形式的公式）、各项的正负如何判
二、计算
1、物质导数的计算，如流体质点加速度或流体质点某物理量对时间的变化率； 2、相对体积膨胀率、旋转角速度、角变形率的计算； 3、流线、迹线方程的计算。 4、微分形式连续方程的应用：判断流动是否存在，求某方向的流动速度等。
第 4 章 理想流体运动基础
一、概念
1、理想流体平衡微分方程（欧拉方程）； 2、沿流线的伯努利方程：公式、各项物理和几何意义、总体物理和几何意义、
2、基本平面势流：各种基本平面势流的流函数、速度势函数、速度分布、压强 分布公式，流线、等势线的形状，点源（汇）、点涡流函数和速度势函数中 A 的物理意义；奇点；
3、绕圆柱的流动：绕圆柱的无环量流动与有环量流动由哪几种基本平面势流组 成？圆柱面上的速度分布公式，压强分布状态；库塔－儒科夫斯基升力定理 （公式、升力方向的判断）；达朗贝尔悖论描述的是什么，为什么会形成这样 一个悖论？
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二、计算
1、积分形式的动量方程、连续方程同伯努利方程的综合应用；（注意坐标系、控 制体的选取、受力分析时尤其要注意表压力是否存在）
第 7 章 量纲分析与动力相似
一、概念
1、什么是力学相似，力学相似包含那些相似，各个相似的定义及相关推论； 2、准则数的定义（哪两种力的比）、数学描述； 3、什么是近似模型法，雷诺相似、弗劳德相似等的定义、适用的流动，应用中
二、计算
1、牛顿内摩擦定律的应用－间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动。
第 2 章 流体静力学
一、概念
1、流体静压强的特点；理想流体压强的特点（无论运动还是静止）； 2、静止流体平衡微分方程，物理意义及重力场下的简化； 3、不可压缩流体静压强分布（公式、物理意义），帕斯卡原理； 4、绝对压强、计示压强、真空压强的定义及相互之间的关系； 5、各种 U 型管测压计的优缺点； 6、作用在平面上的静压力（公式、物理意义）。