流体力学在工程中的应用

流体力学在工程中的应用

张国栋

（山东科技大学土木建筑学院山东青岛266510）

摘要：液体和气体，统称为流体。流体力学是力学的一个分支，它研究流体静止和运动的力学规律，及其在工程技术中的应用。流体在工程中用的非常广泛。如：供热通风和燃气工程中的应用，给水排水工程中的应用，建筑工程的应用，土建工程中的应用，市政工程中的应用，城市防洪工程中的应用等。都是以流体作为工作介质，通过流体的各种物理作用，对流体的流动有效的加以组织实现的。学好流体力学尤为重要。

关键词：流体力学建筑工程市政工程暖通工程

流体力学，是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科。主要研究在各种力的作用下，流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。流体力学是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。

在工程中，流体力学被应用于各个领域。在供热通风和燃气工程中：热的供应，空气的调节，燃气的输配，排毒排湿，除尘降温等等，都是以流体作为介质，通过流体的各种物理作用，对流体的流动有效的加以组织实现的。

在给排水工程中：用于水供给、废水排放和水质改善的工程。分为给水工程和排水工程。古代的给排水工程只是为城市输送用水和排泄城市内的降水和污水。近代的给排水工程是为控制城市内伤寒、霍乱、痢疾等传染病的流行和适应工业与城市的发展而发展。现代的给排水工程已成为控制水媒传染病流行和环境水污染的基本设施，是发展城市及工业的基础设施之一，市政工程的主要组成部分。给排水研究的主要对像就是水，在以导水为主要目的的运作做中，主要问题就是合理完善的解决“流水”问题。在这方面，水主要是以管道为媒介进行疏导的，疏导中，不同的地放水流量积水性质不一样。单看水流量，就对管道长生种种要求。针对这些实际中的问题，通过水力学理论的研究，可以得到合理的答案，获得合理的方案。为施工人员正确的施工提出正确理论依据。针对性的计算不但可以节约施工时间成本，更加合理化了管材等的配置。

在建筑工程和土建工程中：如基坑排水、路基排水、地下水渗透、地基坑渗稳定处理、围堰修建、海洋平台在水中的浮性和抵抗外界扰动的稳定性等。另外，现在建筑越来越趋向于高层，高层节约了土地成本，提供了更多的使用空间，但也增加了设计施工问题。因为随着高度的增加，由于地表及其附近物体对气体流动的阻碍减少，气体流动速度很大，除此之外，高层聚集处由于高层的层高和体积问题，这会对气体的流动产生很大影响，随即会对建筑物的稳定性产生影响，对建筑物的构造和建筑材料考可靠性提出更高的要求。对建筑的影响是使建筑产生侧向变形，风大时产生振动。主要由基本风压，风压高度变化系数，风荷载体形系数，风振系数。这些系数和所在地的风的大小，建筑高度，建筑的外形，和地区粗糙度有关。

在市政工程中：如桥涵孔径设计、给水排水、管网计算、泵站和水塔的设计、隧洞通风等，特别是给水排水工程中，无论取水、水处理、输配水都是在水流动过程中实现的。流体力学理论是给水排水系统设计和运行控制的理论基础。

在城市防洪工程中：如堤、坝的作用力与渗流问题、防洪闸坝的过流能力等。

流体力学不仅用于解决单项土木工程的水和气的问题，更能帮助工程技术人员进一步认识土木工程与大气和水环境的关系。大气和水环境对建筑物和构筑物的作用是长期的，多方面的，其中台风，洪水通过直接摧毁房屋，桥梁，堤坝，造成巨大的自然灾害；另一方面，

兴建大型厂矿，公路，铁路，桥梁，隧道，江海堤坝和水坝等，都会对大气和水环境造成不利影响，导致生态环境恶化，甚至加重自然灾害，这方面国内外都已有惨痛教训，只有处理好土木工程与大气和水环境的关系，学好流体力学，才能对专业范围内的流体力学现象做出合乎实际的定性判断，进行足够精确的定量估计，正确地解决专业范围内的流体力学的设计和设计问题，才能更好的做土木建设。

参考文献：

《流体力学在工程建设中的应用》李建强

姓名：张国栋

学号：201001020931

班级：建筑环境与设备工程10-2

流体力学作业

题目：流体力学在工程中的应用

班级：建筑环境与设备工程10-2班

姓名：张国栋

学号：201001020931

2012年6月