流体力学的研究方法

• 统计学现在已经发展成一门比较成熟学科 ，其在量子物理等诸多方面都有十分重大 的作用。我觉得统计学很有可能发展成为 一种流体力学分析方式。
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流体力学的研究方法
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• 流体力学是研究流体平衡和运动规律的一门学科 ，是力学的一个重要分支。按其研究内容的侧重 点不同，分为理论流体力学和工程流体力学。其 中理论流体力学主要采用严密的数学推理方法， 力求准确性和严密性，工程流体力学侧重于解决 工程实际中出现的问题，而不追求数学上的严密 性。当然由于流体力学研究的复杂性，在一定程 度上，两种方法都必须借助于实验研究，得出经 验或半经验的公式。
数值方法
• 最后，我们要注意观察，注意自身动手能力的提 高，培养自己的创新思维。在刮风、下雨、游泳 、呼吸等日常生活现象中，流体力学的知识是无 处不在。只要我们注意观察、勤于思考创意的火 花就会像“苹果落地”一样在我们的脑海中震荡 一番，然后一个像牛顿第一定律一样的理论可能 由此诞生。但我们决不能忽视实验，因为实践是 检验真理的唯一标准，只有经的起实践推敲的理 论和思想才能最终为世人所接受。
理论分析方法
• 理论分析的一般过程是：建立力学模型， 用物理学基本定律推导流体力学数学方程 ，用数学方法求解方程，检验和解释求解 结果。理论分析结果能揭示流动的内在规 律，具有普遍适用性，但分析范围有限。
数值方法
• 数值研究的一般过程是：对流体力学数学方程作 简化和数值离散化，编制程序作数值计算，将计 算结果与实验结果比较。 • 常用的方法有：有限差分法、有限元法、有限体 积法、边界元法、谱分析法等。计算的内容包括 ：飞机、汽车、河道、桥梁、涡轮机等流场计算 ；湍流、流动稳定性、非线性流动等数值模拟。 大型工程计算软件已成为研究工程流动问题的有 力武器。数值方法的优点是能计算理论分析方法 无法求解的数学方程，比实验方法省时省钱，但 毕竟是一种近似解方法， 适用范围受数学模型的 正确性和计算机的性能所限制。
数来自百度文库方法
• 再次，我们要注重经验而不迷信权威，注重理论 而不依赖理论。经验是我们的祖先通过 世代的所 积累的，有些可能没有理论依据，但它来源于生 活有着不可否认的正确性，在我们工程流体力学 中有着大量经验，半经验公式，它们将是是我们 以后解决工程实际问题的一把利剑，堪称世界奇 迹的都江堰水利工程的成功是靠的就是我们祖先 祖祖辈辈的经验。理论对实际的研究有着十分重 要的指导意义，我们决不能忽视理论的学习，但 也不能过于依赖，否则就会出现“达朗贝尔佯谬 ”这种错误，我们要相信经过实践检验的理论。
数值方法
• 三种方法各有优缺点，我们应取长补短，互为补 充。流体力学力学的研究不仅需要深厚的理论基 础，而且需要很强的动手能力。学习流体力学应 注意理论与实践结合，理论分析、实验研究和数 值计算并重。
• 流体力学的研究方法固然重要，但俗话说的好“ 态度决定一切”真正决定我们研究成果高低的是 我们的思维方式。作为工科学生我们在流体力学 的研究和学习过程中要注重自身的思维方式的培 养。我们在以后的研究和学习中要注意以下几点 ：
数值方法
• 首先，基础研究非常重要，打好基础对人的一生 成长、成就至关重要，同时我们也要注意知识的 广度和交叉性。阿基米德能编写出《论浮体》这 本书与他扎实的力学和数学功底是分不开的，伯 努力和欧拉方程的建立是离不开微积分的推导的 ，更离不开他们在其它学科上的造诣。
数值方法
• 其次，我们要有一定的哲学和辩证唯物法的观点 ，在以后的研究过程中一定不要出现与自然界的 基本规律相矛盾的课题。从古到今很多优秀的人 才为永动机等不可实现的东西耗费了大量的时间 和精力，有的甚至是毕生的，但最后一无所获， 这一点我是深有体会，因为中学阶段我也曾构思 和制造过永动机。用纯理论推导得出的“达朗贝 尔佯谬”这种理论在一些时期也有追随者，这就 是对哲学和大自然的一般规律无知的后果。学好 哲学能够从战略上指导我们流体力学的研究。
• 在实际工程中，如水利工程、动力工程、航空工 程、化学工程、机械工程等诸多领域流体力学都 起着十分重要的作用。 • 流体力学的研究对象包括液体和气体，它们统称 为流体。流体力学主要研究在各种力的作用下， 流体本身的静止状态和运动状态特征，以及流体 和相邻固体界面有相对运动时的相互作用和流动 规律。我们在工程流体力学中主要是研究流体中 大量分子的宏观平均运动规律，而忽略对其具体 分子运动的研究。 • 目前，解决流体力学问题的方法有实验、理论分 析和数值方法等三种。