流体力学的应用

流体力学的应用

力学是无所不在的，生活中并不是缺少流体力学的应用，而是缺少发现的眼睛。其实大部分工程方面的东西都是与力学相关，这就是为什么理工科不论科班与否都要学理论力学。只要是涉及到流体的介质的都会用到流体力学.

多人都有过静脉输液（俗称“打点滴”）的经历，这里涉及到的许多流体力学原理，很多人未必注意到。

图1 静脉输液器示意图

静脉输液器的示意图如图1所示，其中包括输液瓶①、针头②、上输液管③、夹子④、茂菲氏滴管⑤、小管⑥、管口和乳胶帽⑦、管口⑧、下输液管⑨、调节阀⑩、针头⑾、针头⑿、软管⒀等。这里，盛有药液的玻璃瓶(输液瓶)①是倒挂的，下面是药液，上面是气体，液面用S1表示，液面的高度记为hS1。针头②通过瓶塞插入药液中，并将药液引入上输液管③。夹子④可以阻断上输液管③内的液体流动(通常夹子④可以省去，这里是为了解释需要而加入的)。透明的茂菲氏滴管⑤的上端有两个管口。一个管口处嵌入一个小管⑥，其上端与上输液管③相连，下端张着一个不断变形的液面，该液面上的表面张力总是力图阻止上面的液柱向下流，但是液柱的压力总是比表面张力大，使得该液面越来越向下突出。当液面完全支撑不住时，就有一滴药液落下，然后该液面又重新回到管口附近，我们用h6表示上下变化的液

面的平均高度。另一个管口⑦套着一个乳胶帽，可以阻止茂菲氏滴管内外的空气流通(必要时，护士可以用针管从该管口注入一些辅助药液)。茂菲氏滴管的下部保留一部分药液，上面存留有一部分空气，S5是气、液之间的界面(液面)，液面的高度记为hS5。茂菲氏滴管下面的管口⑧与下输液管⑨连接。调节阀⑩可以调节输液速度。针头⑾插入患者的静脉中，我们用h0表示针头处的高度。人们常以h0为基准计算其它各处的高度(h0=0)。

在插入输液瓶①的另一个针头⑿下面，连接着一个泄气软管⒀，该管的出口向上与周围大气相连，药液会通过针头⑿流入软管⒀。但是由于大气压力的存在，流入软管的药液液面S13会在软管的某处自动停住，以维持软管内液柱的力平衡。U形软管⒀底部的高度记为

h13，液面S13的高度记为hS13，hS13可表示为hS13 =h13+δh13≈h13+δh13。这里，δh13表示液面S13与软管底部的高度差，这种高差呈缓慢的周期变化，而且变化幅度不大，其平均值记为δh13。

这样的构成主要是为了保证输液器具有以下功能：(1) 保证输液过程中输液速率Φ(mm ３/s)的平稳，(2) 避免气泡随着药液进入人体的静脉，(3) 根据需要可以调节输液速率Φ。

对于这样的输液系统，出于好奇，我在输液时给自己提出了这样几个问题：

1) 从开始到结束，在整个输液过程中输液速率Φ有无明显变化？

2) 在输液过程中，由于某种原因，病人需要移动位置，或改变姿态(卧、坐、立的变换)，为了保持流率不变或基本不变，需要注意的关键是什么？在保持hS1(或者说h13)不变的前提下，相对高度hS5和h6等发生变化是否会明显改变流率Φ？

3) 输液中某时刻，护士通过管口⑦加入了某些药液；一段时间后流率重新趋于稳定，这时的流率与护士操作前相比有什么变化？

4) 茂菲氏滴管上部的气室体积V5有一定量的增加(例如，护士通过管口⑦放走了一些气，或者从输液瓶下来的药液中含有一些气泡，这些气泡会先穿过液面S5进入液体层，但很快会在表面S5处破碎进入气室)，重新稳定后流率Φ是否会变化？

5) 有哪些办法可明显改变流率Φ？

下面我们就来分析这些问题。设pa是周围的大气压强，pp是针头⑾处病人的静脉血压，p1和V1是输液瓶上部的气压和体积，p5和V5是茂菲氏滴管上部的气压和体积。此外，再设(R1+r4)是从液面S1到小管⑥下端，药液在这一段变截面管路中的等效流动阻力，

(R5+r10)是从液面S5到针头⑾，这一段变截面管路中的等效流动阻力，其中r4是夹子④处的局部阻力，r10是调节阀⑩处的局部阻力。

在茂菲氏滴管内的液滴一滴一滴地向下滴的过程中，整个系统各点的压强都有微小的脉动，下面的分析将忽略这些脉动。

根据力平衡原理，上、下两部分的流动分别满足：

[p1+ρg(h S1－h6)]－p5=(R1+r4)*Φu(1) [p5+ρg(h S5－h0)]－pp=(R5+r10)*Φd

(2)

其中Φu和Φd分别是上部管路和下部管路的流率。当输液器内的流动达到稳定时

Φu=Φd=Φ，在这种情况下，将以上两式相加则得到

{p1+ρg[(h S1－h0)－(h6－hS5)]}－pp=(R1+ R5+r4+r10)*Φ (3)

p1近似等于大气压强pa，更精确的关系可根据U形管⒀中的力平衡关系得到：

p1+ρgh S1≈p a+ρg (h13+δh13) (4)

将式(4)代入式(3)则得到

(pa－pp)+ρg(h13+δh13－h0)－ρg(h6－hS5) =(R1+ R5+r4+r10)*Φ (5) 通常都有(h6－hS5)<< (h13－h0)和δh13<<(h13－h0)，所以上式可近似地简化为

(pa－pp)+ρg(h13－h0)≈(R1+ R5+r4+r10)*Φ (5)

现在我们可以利用方程(5)来讨论前面提到的几个问题(在下面讨论中，pa，pp和ρg总是不变的，高度基准h0=0)。

1) 如果没有针头⑿和U形软管⒀，则输液瓶内的气压p1将随着体积V1的增大而迅速降低，由式(3)可见，这时输液速率Φ也将迅速下降，针头⑿和U形软管⒀正是为了克服这种现象而引入的。有了针头⑿和U形软管⒀，空气会通过它们不断地补充进去，气压p1基本保持不变。有人可能会就此认为，输液速率Φ会因hS1的下降而略有下降(根据式(3))，其实，输液速率Φ的变化比我们想象的还要小。由于[pa+ρg (h13+δh13)]基本上不变，由式(4)可见，气压p1会随着hS1的下降而略有上升，使[p1+ρgh S1]基本上不变，因此，输液速率Φ几乎不变(也可参见公式(5))。

2) 茂菲氏滴管整体的上下移动(h6和hS5随之改变)对稳定的输液速率Φ没有影响。从公式(5)可以看出，只要小管⑥的下端与液面S5的相对高度(h6－hS5)保持不变，输液速率Φ就不变。

3) 在输液过程中，如果护士通过管口⑦加入了某些药液，这时茂菲氏滴管内的气压p5会因之而上升，这又会引起上部的输液速率Φu减小(参见公式(1))，下部的输液速率Φd增加(参见公式(2))，结果使气压p5逐渐地重新回到原来的值，Φu和Φd也逐渐地回到原来的值Φ。上述的调整过程很短暂。

4) 茂菲氏滴管中上部的气室体积因某种原因略有增加，当重新达到稳定时，会使相对高度(h6－hS5)有少许增加，但对最终的输液速率Φ基本上没有影响(参见公式(5))

5) 改变夹子④和调节阀⑩处的局部流阻r4和r10能方便和有效地改变流率Φ。增加流阻r4和增加流阻r10都能达到减小流率Φ的目的，所以夹子④常可省略。

较大幅度地升降输液瓶①的高度，也能明显地改变流率Φ。

简单说来是这样的：

1) 从开始到结束，在整个输液过程中输液速率Φ不会有明显变化；

2) 若hS1 (或者说h13)不变，只是高度hS5和h6等有些变化，这不会明显改变流率Φ；

3) 从管口⑦加入了某些药液，稳定后，流率Φ会回到原来值；

4) 茂菲氏滴管上部气室中空气量的增减，流率Φ不会有明显改变；

5) 改变夹子④和调节阀⑩处的局部流阻r4和r10能方便和有效地改变流率Φ，较大幅度地升降输液瓶①的高度，也能明显地改变流率Φ。

近来医院里常用袋装的药液代替瓶装的药液。由于软包装的塑料袋不能承受内外压强差，也就是说，袋内气室部分的压强几乎总是等于周围的大气压强，即p1≈p a，所以没有必要再用针头⑿和软管⒀。这时，随着液面S1的下降，输液速率Φ略有减小(参见公式(3))。此外，现代化工业生产传统陶瓷产品过程中，流体力学是被最为广泛应用的一门学科。广为使用的喷雾干燥法制备颗粒状粉体技术的设备就是喷雾干燥器。按此器的工作原理和设备形成或作出的力学模型可看作是一根变径的圆形管道，热空气从顶部经分风器注入塔体，雾化泥浆从塔身注入，泥粉从塔底卸出，水蒸汽、粉尘经旋风除尘器排出，可谓二进二出。此过程一直保持着物料平衡、热平衡。物流的原动力全靠排风机的作用，管道直径的变化造成不同位置流速的变化，为完成工艺过程提供条件。排风机一停，则设备运行全部停止。喷雾干燥技术实际上就是流体力学的应用技术。

所有的干燥器，包括烘房式、吊篮式、辊道式，都有热气流的流动、干燥问题，因而其工作原理及效果其实也是流体力学的应用问题。

漂浮于生产车间内的粉尘收集以及有害气体的排放等技术都要靠流体力学的应用技术来完成。

应用流体力学原理制造的装备可称为流体设备或流体机械，包括风机、泵、管路等等。

当前，针对陶瓷工业的流体力学应用技术与设备的研究开发是不够的、很不充分的，有志者，可在此多下功夫。

现代化工业生产传统陶瓷产品过程中，流体力学是被最为广泛应用的一门学科。广为使用的喷雾干燥法制备颗粒状粉体技术的设备就是喷雾干燥器。按此器的工作原理和设备形成或作出的力学模型可看作是一根变径的圆形管道，热空气从顶部经分风器注入塔体，雾化泥浆从塔身注入，泥粉从塔底卸出，水蒸汽、粉尘经旋风除尘器排出，可谓二进二出。此过程一直保持着物料平衡、热平衡。物流的原动力全靠排风机的作用，管道直径的变化造成不同位置流速的变化，为完成工艺过程提供条件。排风机一停，则设备运行全部停止。喷雾干燥技术实际上就是流体力学的应用技术。

一座辊道窑，实际上是一座应用流体力学原理工作的设备，辊道是砖坯运行的载体，通过技术手段控制好温度、压力、气氛，完成坯体煅烧工艺，其力学模型可看作是一根扁平的变截面的矩形长管。窑炉气流的原动力全靠风机的作用。

所有的干燥器，包括烘房式、吊篮式、辊道式，都有热气流的流动、干燥问题，因而其工作原理及效果其实也是流体力学的应用问题。

漂浮于生产车间内的粉尘收集以及有害气体的排放等技术都要靠流体力学的应用技术

来完成。

应用流体力学原理制造的装备可称为流体设备或流体机械，包括风机、泵、管路等等。当前，针对陶瓷工业的流体力学应用技术与设备的研究开发是不够的、很不充分的，有志者，可在此多下功夫。中国陶瓷网综合讯现代化工业生产传统陶瓷产品过程中，流体力学是被最为广泛应用的一门学科。

广为使用的喷雾干燥法制备颗粒状粉体技术的设备就是喷雾干燥器。按此器的工作原理和设备形成或作出的力学模型可看作是一根变径的圆形管道，热空气从顶部经分风器注入塔体，雾化泥浆从塔身注入，泥粉从塔底卸出，水蒸汽、粉尘经旋风除尘器排出，可谓二进二出。此过程一直保持着物料平衡、热平衡。物流的原动力全靠排风机的作用，管道直径的变化造成不同位置流速的变化，为完成工艺过程提供条件。排风机一停，则设备运行全部停止。喷雾干燥技术实际上就是流体力学的应用技术。

一座辊道窑，实际上是一座应用流体力学原理工作的设备，辊道是砖坯运行的载体，通过技术手段控制好温度、压力、气氛，完成坯体煅烧工艺，其力学模型可看作是一根扁平的变截面的矩形长管。窑炉气流的原动力全靠风机的作用。

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广为使用的喷雾干燥法制备颗粒状粉体技术的设备就是喷雾干燥器。按此器的工作原理和设备形成或作出的力学模型可看作是一根变径的圆形管道，热空气从顶部经分风器注入塔体，雾化泥浆从塔身注入，泥粉从塔底卸出，水蒸汽、粉尘经旋风除尘器排出，可谓二进二出。此过程一直保持着物料平衡、热平衡。物流的原动力全靠排风机的作用，管道直径的变化造成不同位置流速的变化，为完成工艺过程提供条件。排风机一停，则设备运行全部停止。喷雾干燥技术实际上就是流体力学的应用技术。

一座辊道窑，实际上是一座应用流体力学原理工作的设备，辊道是砖坯运行的载体，通

过技术手段控制好温度、压力、气氛，完成坯体煅烧工艺，其力学模型可看作是一根扁平的变截面的矩形长管。窑炉气流的原动力全靠风机的作用。

所有的干燥器，包括烘房式、吊篮式、辊道式，都有热气流的流动、干燥问题，因而其工作原理及效果其实也是流体力学的应用问题。

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流体力学的应用

重庆理工大学 关于流体力学应用的论文 重庆理工大学 2012年03月01日

流体力学的应用 【摘要】 流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。古时中国有大禹治水疏通江河的传说；秦朝李冰父子带领劳动人民修建的都江堰，至今还在发挥着作用；大约与此同时，古罗马人建成了大规模的供水管道系统等等。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。 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。 【关键词】流体力学流体阻力牛顿流体涡流 【正文】 流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的70%是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容。 流体力学在生产生活中的应用很广泛，例如航空航天航海技术、

水利工程、环境保护以及生活中很多不起眼的小物件也利用了流体力学的基础知识。 例如生活中常见的高尔夫球，高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰，不知道大家有没有发现，高尔夫球的表面做成有凹点的粗糙表面，而不是平滑光趟的表面，就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小，使流动变为紊流，以减小阻力的实际应用例子。最初，高尔夫球表面是做成光滑的，后来发现表面破损的旧球反而打的更远。原来是临界Re数不同的结果。高尔夫球的直径为41.1毫米，光滑球的临界RE数为3.85×E5，相当的自由来流空气的临界速度为135米/秒，实际上由于制造得不可能十分完善，速度要稍微低一些。 一般高尔夫球的速度达不到这么大，因此，空气绕流球的情况属于小于临界Re数的情况，阻力系数Cd较大。将球的表面做成粗糙面，促使流动提早转变为紊流，临界RE数降低到E5,相当的临界速度为35米/秒，一般高尔夫球的速度要大于这个速度。因此，流动属于大于临界Re数的情况，阻力系数Cd较小，球打得更远。 同样在游泳的时候，也受到流体的作用。游泳是在水中进行的周期性运动。人在水中的漂浮能力与身体所持姿势直接相关。身体保持

交大流体力学应用篇流体机械

流体机械应用篇 D2 流体机械 D2.1引言 流体机械是在流动介质与机械部件之间实现能量相互转换的一种机械。它被广泛应用于各类工业部门和人们的日常生活中，从大型水轮机到袖珍型头发吹风机，形式多种多样，体积大小各异，数量达数亿台之多。在这一章中，我们首先介绍流体机械的分类情况，然后应用流体力学基本理论分析有关流体机械的工作原理和性能特性，讨论各种工作参数间的关系，使读者较为具体地了解流体力学在流体机械等工程领域中的应用情况。 D2.2 流体机械分类 D2.2.1动力机械与工作机械 从能量传递方向的角度去分析流体机械，可以分为动力机械与工作机械二大类。前者是流动介质对机械部件作功，或者说机械部件从流动的介质中获取能量，故动力机械又称为产生功的机械；后者是将原动机的机械能转换为流体介质的能量，即流体介质通过机械部件获得能量，故工作机械又被称为吸收功的机械。 动力机械在工程界被称之为“涡轮机”、“透平（Turben）"、"发动机”(图D2.2.1)等，常被用来带动发电机或开动运输工具。根据工作流体介质的不同，

涡轮机又被分为燃气涡轮机、蒸汽涡轮机、风力涡轮机(风车图D2.2.2)和水轮 机(图D2.2.3)等。 图D2.2.1图D2.2.2 工作机械常用来推动或输运液体和气体。其中用于输运液体的工作机械称为泵； 输运气体的工作机械称为风机。通常又把提高气体压力的风机叫做压气机、压缩机，而把主要用于提高气体速度的风机叫做通风机(图D2.2.4)、风扇等。

图D2.2.3图D2.2.4 D2.2.2静力型（容积型）与动力型 从做功的力效应角度去分析流体机械，可以分为静力型与动力型两类。 静力型通常有一封闭的腔室和可移动的腔室边界，借助边界移动产生容积的变化，挤压流体，从而实现流体介质与机械部件间的能量转换。例如哺乳动物的心脏(图D2.2.5)、自行车轮胎的打气筒等，在这类能量转换过程中，作功的力效应近似为静力效应。由于静力型机械是借助容积的变化来传输能量，故又被称为容积型机械。

流体力学基础知识

流体力学基础知识 第一节 流体的物理性质 一、流体的密度和重度 流体单位体积内所具有的质量称为密度，密度用字母ρ表示，单位为kg/m 3。流体单位体积内所具有的重量称为重度，重度用γ表示，单位为N/m 3，两者之间的关系为g ργ=，g 为重力加速度，通常g ＝9．806m/s 2 流体的密度和重度不仅随流体种类而异，而且与流体的温度和压力有关。因为当温度和压力不同时，流体的体积要发生变化，所以其密度和重度亦随之变化。对于液体来讲，密度和重度受压力和温度变化的影响不大，可近似认为它们是常数。对于气体来讲，压力和温度对密度和重度的影响就很大。 二、流体的粘滞性 流体粘滞性是指流体运动时，在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。 所谓动力粘度系数是指流体单位接触面积上的内摩擦力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值，用μ来表示。 所谓运动粘度是指动力粘度μ与相应的流体密度ρ之比，用ν来表示。 运动粘度或动力粘度的大小与流体的种类有关，对于同一流体，其值又随温度而异。气体的粘性系数随温度升高而升高，而液体的粘性系数则随温度的升高而降低。 液体粘滞性随温度升高而降低的特性，对电厂锅炉燃油输送和雾化是有利的，因此锅炉燃用的重油需加热到一定温度后，才用油泵打出。但这个特性对水泵和风机等转动机械则是不利的，因为润滑油温超过60℃时，由于粘滞性下降，而妨碍润滑油膜的形成，造成轴承温度升高，以致发生烧瓦事故。故轴承回油温度一般保持在以60℃下。 第二节 液体静力学知识 一、液体静压力及其特性 液体的静压力是指作用在单位面积上的力，其单位为Pa 。 平均静压力是指作用在某个面积上的总压力与该面积之比。点静压力是指在该面积某点附近取一个小面积△F ，当△F 逐渐趋近于零时作用在△F 面积上的平均静压力的极限叫做该面积某点的液体静压力。 平均静压力值可能大于该面积上某些点的液体静压力值，或小于另一些点的液体静压力值，因而它与该面积上某点的实际静压力是不相符的，为了表示

流体力学在土木工程中的应用

流体力学在土木工程中的应用 摘要：流体力学作为土木工程的重要学科，对于土木工程中的一些建筑物的工程设计，施工与维护有着重要作用，不仅是在工程时间上降低了成本，还在材料等物质方面降低了成本。对于实现科学，合理施工有这很高的地位。 关键词：高层渗流地基稳定风荷载给排水路桥高铁风炮隧道 流体力学是力学的一个分支，是研究以水为主体的流体的平衡和运动规律及其工程应用的一门学科, 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。 土木建构物的建筑环境不可避免会有地下及地表流水的影响，对于高层,或者高出建筑物，风对建筑物的影响也是不可小觑的。在建

筑物设计之初不但要考虑这些流体对施工的影响，在建成后，也得防范流体的长期作用对建构物的负面影响。怎么认识这些影响正如兵家所言，知己知彼，百战不殆，流体力学作为土木工程一门重要学科，通过对流体力学的学习，会使我们对流体形成一种客观正确的认识。 流体力学在工业民用建筑中的应用： 工业民用建筑是常见建筑，对于低层建筑，地下水是最普遍的结构影响源，集中表现为对地基基础的影响。 如果设计时对建筑地点的地下基地上水文情况了解不到位，地下水一旦渗流会对建筑物周围土体稳定性造成不可挽救的破坏，进而严重影响地基稳定，地基的的破坏对整个建筑主体来说是寿命倒计时的开始。一些人为的加固可能及耗材费力，又收效甚微。地下水的浮力对结构设计和施工有不容忽视的影响，结构抗浮验算与地下水的性状、水压力和浮力、地下水位变化的影响因素及意外补水有关。对于这些严重影响建筑物寿命和甚至波及人生安全的有水的流动性造成问题可以通过水力学知识在建筑物的实际和施工之前给以正确的设计与施工指导。避免施工时出现基坑坍塌等重大问题，也能避免施工结束后基地抵抗地下水渗流能力差的问题。 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

流体力学在采矿中的应用

工 程 流 体 力 学 在 采 矿 工 程 中 的 应 用 采矿工程0903班 梁肃汉 0903020322

工程流体力学在采矿工程中的应用 流体力学是研究流体在各种力作用下的平衡和运动规律及其应用的学科。流体力学的任务是研究流体的平衡和机械运动的规律，以及这些规律在工程实际中的应用。 流体力学的理论被广泛应用于许多工程和领域中。其在采矿工程中的应用也是很广泛的。在矿井通风、通风除尘、矿山排水、选矿工艺等矿业工程中，都需要应用流体力学知识。 1.矿井通风 众所周知，通风对于一个矿井的安全与生产来说是至关重要的。现行的大多数矿井采用的是负压通风。负压体系一般为稀相输送（负压气力输送示意图见课本182页图10.21）。矿井巷道中的风阻与风压、风速与流量控制等都需要运用流体力学知识。研究巷道内流体流的流动需运用均匀流动和沿程损失、非均匀流动和局部损失等方面的相关流体力学知识。气力输送系统风机的选用，则是利用流体力学中风机特性曲线与流行图上的压降曲线适配（风机特性曲线与压降特性曲线示意图见课本184页图10.24）。 2.采掘过程中的除尘 在采矿巷道的掘进和采煤工作面，由于掘进设备和采煤机的运行，会造成大量的煤尘漂浮在空气中，从而影响工作安全和人员的健康。故而在其工作面上配备有喷雾除尘装置。喷雾装置的掺气量直接影响到除尘的效果。运用好流体力学知识可以更好的为开采工作面和掘进工作服务，从而减少煤尘对工作造成的负面影响。

3.矿山排水 矿井透水现象将严重影响到煤矿生产安全和效率，因此矿山排水对于煤矿安全生产十分的重要。排水系统的建立也大量依赖流体力学知识。 4.选矿工艺 洗煤厂中大都采用重力选矿。对于不同重量大小的煤进行分离。选矿设备大量的运用的流体力学知识。在上学期的煤矿实习中，在山西凤凰山煤矿的洗煤厂，我有幸参观了整个选煤过程。通过液体的浮力与离心作用，将刚刚从井底运送上来的煤矿进行分离。通过对流体力学的学习，我认识到这个过程是运用了流体力学的知识。 流体力学在采矿中的应用还有许多许多，其对整个矿井生产系统拥有着很大的支撑与贡献。 以上便是我对于流体力学在采矿中的应用的一些粗略见解。 转眼间，一学期的学习已经结束了。工程流体力学这门课程在采矿中的应用很多很多，所以对于我来说，学好这门课程十分的重要。课程已经结束，但学习永不能停止。我相信，在我今后的采矿工作与学习中，流体力学将为我解决很多问题并带来许多便利。我也会更加的努力，早日使自己成为一名合格的优秀的采矿人。

流体力学在医学中的应用

流体力学在医学中的应用 通过对流体力学这一章的学习，我发现在医学治疗疾病领域，流体力学有着丰富的应用，尤其在动脉病方面，通过对资料及文献的学习，了解到心血管疾病与其有密切关系，而且血流动力学不仅在动脉病变的发生和发展过程中起着决定性的作用，而且是外科医生在心血管疾病的手术和介入治疗等过程中必须充分考虑的因素，下面依次举例~ 1冠状动脉硬化斑块与血液流体动力学关系 原理：当冠状动脉粥样硬化斑块给血管造成的狭窄程度在20%-40%之间的时候，流经斑 块的速度剖面呈抛物线状态；当狭窄的程度是50%时，速度剖面出现紊乱，没有出现抛物线的分布，且不满足层流的规律，并伴有回流现象的发生；当狭窄程度在50%-75%之间时，斑块附近轴管的管轴速度小于周围速度，此时速度剖面呈现中心凹状，斑块的后部有明显的回流现象。 疾病成因及表象：软斑块可逆，且对血液动力学不造成明显的影响，但是它的不稳定与易破 碎等会引发急性冠状动脉的综合症状，是引发心脏事件的危险因素；钙化斑块不可逆，对血液动力学的影响较为明显，但其斑块稳定和不易破碎的特点是造成稳定性心绞痛的主要诱导原因，也是冠状动脉疾病的晚期表现。 检测及治疗方法：冠状动脉硬化斑块有较多的常规检查方法，比如多层CT冠状动脉成像、 血管的内超声检查以及冠状动脉造影，而其中冠状动脉造影是冠心病检查的金标准，但它主要是由填充造影剂的方法来判断血管腔的变化情况，而无法真正识别血管壁的结构，不能起到判断斑块性质的作用，也无法对血液动力学造成影响。而64排螺旋CT在空间和时间的分辨率上都有所提升，不仅能观察到管腔，还可以看到血管壁。由斑块特征的不同，可将其分成软斑块和纤维斑块以及钙化斑块，斑块不同，CT值也各异，其稳定性也存在差异，64排螺旋CT是目前为止无创检查冠心病最为常见的影像方法。本文主要研究患者在冠状动脉螺旋CT成像之后的软斑块和钙化斑块给血液动力学与诱发心脏事件带来的影响。 2与血液流体动力学关系

流体力学的应用

流体力学在航空航天工程中的应用 (洪渊，西安科技大学，能源学院采矿工程卓越1301班，1303110113) 摘要：航天航空工程综合了最新最高的现代科学与技术，是一个国家科技实力和国防现代化的重要标志之一，更是目前世界各国之间争相研究发展的顶尖科技产业，它直接关系到国家的安全和经济的发展。随着科学技术的进步和航天器的发展，遥远而深邃的宇宙已不再可望而不可及，飞天早已不再是无稽之谈。在20世纪对人类影响最大的20项技术中就包括航空航天技术，流体力学的发展对航空航天科技的发展起到了关键性的作用，而这些看似离我们非常遥远的高薪技术其实其基本原理无时无刻不伴随我们。因为我们身边有各种流体的存在。 关键词：航空航天技术、流体、流体力学 Application of fluid mechanics in Aerospace Engineering (Hong Yuan, Xi'an University of Science And Technology, the Institute of mining engineering excellence 1301, 1303110113) Aerospace Engineering integrated the latest modern science and technology, is a national science and technology strength and the important symbol of the modernization of national defense, but also the world's top scientific and technological industry, which is directly related to the national security and economic development. With the development of science and technology and the progress of the spacecraft, as remote and profound universe is no longer inaccessible and, flying already no longer is nonsense. In twentieth Century the greatest impact on human beings in the 20 technologies, including aerospace technology, the development of fluid mechanics to the development of Aerospace Science and technology has played a key role, and these seemingly away from us very far from the high paying technology in fact its basic principles are not accompanied by us. Because we have all kinds of fluid in the presence of. Key words: aerospace technology, fluid, fluid mechanics

流体力学的应用

流体力学原理在煤矿通风系统分析与风机选择中的应用 院系安全工程学院 专业通风与安全 班级安全11-3班 姓名孟祥平 学号 22 号 指导教师韩建勇

流体力学原理在煤矿通风系统分析与风机选择中的应用 孟祥平 安全11-3班 22号 摘要矿井的通风就是流体在井下巷道中的流动，通过应用流体力学原理同时结合煤矿井下的环境。针对各巷道的特点对局部阻力成因进行分析，对各种参数进行计算，用科学的方式选择合理的通风方式和通风设备，同时得出解决井下通风过程中出现的一系列的问题的方法。 关键词流体力学参数计算通风设备涡漩 由于煤矿井下在生产的过程中会产生有毒、有害、有爆炸性的气体、粉尘等物质，但为了保证工作场所人员的安全、健康的工作《煤矿安全规程》规定这些气体、粉尘不得超过规定值。基于此就需要对井下各工作地点创造良好的通风环境，保证有足够的新鲜空气，使气温适宜。煤矿井下巷道风流运动过程中。由于巷道两帮条件的变化。均匀流在局部地区受到局部阻力物（如巷道断面突然变化、风流分叉与交汇、巷道转弯等）的影响而破坏，引起风流流速的大小、方向或分布的变化，产生涡漩等．造成风流的能量损失，同时又有可能引起瓦斯等有害气体的积聚，从而给安全带来隐患。为了解决这些问题就需要对矿井的通风过程中的一些参数进行计算选择合理的通风方式和通风设备就显得尤为重要。矿井局部通风机是煤矿采掘中不可缺少的通风安全设备，其性能特性的优劣直接与煤矿生产安全紧密相关。从流体力学原理出发．以风机为例，给出合理选择风机的科学依据和方法，这对实现节能、安全、高效生产具有积极意义。 1 煤矿井下风流流动状态 风流在同一巷道中，因流速的不同，形成质不同的流动状态。通过实验表明，流体在直巷内流动时，在一般情况下，当Re < 2000-3000流体状态为层流,当Re > 4000时流动状态为紊流，在Re = 2000-4000的区域内时，流动状态可能能是层流．也可能是紊流。随着巷道的粗糙程度，风流根据进入巷道的情况等外部条件而定。而层流流动时，只存在南黏性引起的各流层间的滑动摩擦力；紊流流动时，则有大小不同的涡体动荡于各流层之间，除了黏性阻力外，还存在由于质点掺混、互相碰撞所造成的惯性阻力。 巷道风流流态与巷道平均风速、断面及巷道周界长有关，具体表示为： 根据此公式可以计算出风流在巷道中的流动状态。 2 巷道通风阻力流体力学原理

流体力学基本概念和基础知识..

流体力学基本概念和基础知识（部分） 1．什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？ 流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dy du A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。 水的黏滞性随温度升高而减小；空气的黏滞性随温度的升高而增大。（动力粘度μ体现黏滞性）通常的压强对流体的黏滞性影响不大，但在高压作用下，气液的动力黏度随压强的升高而增大。 2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？并对其进行说明。 连续介质（对流体物质结构的简化）、无黏性流体（对流体物理性质的简化）、不可压流体（对流体物理性质的简化） 3．什么是理想流体？ 不考虑黏性作用的流体，称为无黏性流体（或理想流体） 4．什么是实际流体？ 考虑黏性流体作用的实际流体 5．什么是不可压缩流体？ 流体在流动过程中，其密度变化可以忽略的流动，称为不可压缩流动。 6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？ 流体在静止时不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向 7．为什么水平面必是等压面？

由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。 8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？ 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。 9．什么是阿基米德原理？ 无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积，也就是物体排开液体的体积。 10．潜体或浮体在重力G和浮力P的作用，会出现哪三种情况？ 重力大于浮力，物体下沉至底。重力等于浮力，物体在任一水深维持平衡。重力小于浮力，物体浮出液体表面，直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。 11．等角速旋转运动液体的特征有那些？ （1）等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（2）在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。 12．什么是绝对压强和相对压强？两者之间有何关系？通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强？1个标准大气压值以帕（Pa）、米水柱（mH2O）、毫米水银柱（mmHg）表示，其值各为多少？ 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。压力表的度数是相对压强，通常说的也是相对压强。1atm=101325pa=10.33mH2O=760mmHg. 13．什么叫自由表面？和大气相通的表面叫自由表面。 14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？ 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流

流体力学核心期刊

页码，1/3 吉林大学牡丹园站 -- Construction精华区文章阅读 发信人: arwang (旺旺), 信区: Construction 标 题: 流体力学核心期刊 发信站: 牡丹园新站 (Sun Dec 21 09:18:46 2003) 流体力学核心期刊 Journal of Fluid Mechanics = 流体力学杂志 . 英国.527C0001 International Journal of Heat and mass Transfer = 国际传热与传质杂志 \ 英国 .525C0006 AIAA Journal = 美国航空与航天学会志 . 美国.877B0001 The Physics of Fluids, A = 流体物理学，A辑 . 美国.527B0002 Fluids Dynamics = 流体动力学 （ 英译苏刊）. 美国.527B0054 Journal of Engineering Physics = 工程物理杂志（英译苏刊）. 美国.534B0053 Journal of Heat transfer,Transactions of the ASME = 传热杂志，ASME汇刊 . 美 国.725B0001 The Physics of Fluids, B = 流体物理学，B辑 . 美国.527B0002 International Journal for Numerical Methods in Fluids = 国际流体力学数值方法 杂志 . 英国.527C0004 Fluid MechanicsSoviet Research = 苏联流体力学研究（英译苏刊） . 美国.527B005 2 International Journal of Multiphase flow = 国际多相流杂志 . 英国.527C0003 Zeitschrift fur Angewandte Mathematik und Mechanik = 应用数学与力学杂志 . 德 国.519A0001 Magnetohydrodynamics = 磁流体动力学（英译苏刊）. 美国.527B0053 Journal of Applied Mechnaics and Technical physics = 应用力学与技术物理杂志（ 英 译苏刊）. 美国.529B0052 Journal of Fluids Engineering, Transactions of the ASME = 流体工程杂志，ASME 汇刊 . 美国.780B0001 Physical Review , A = 物理评论，A辑 . 美国.530B0002 Soviet PhysicsDOKLADY = 苏联物理学报告（英译苏刊）. 美国.530B0070 International Journal of Heat and Fluid Flow = 国际热与流体流杂志 . 英国.527 C0053 Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics = 非牛顿流体动力学杂志 . 荷兰.527LB 0053 International Communications in Heat and Mass Transfer = 国际传热与传质通讯 . 英 国.725C0056 Heat Transfer Soviet Research = 苏联传热研究 . 美国.725B0054 Physical Review Letters = 物理评论快报 . 美国.530B0003 International Journal of Engineering Science = 国际工程科学杂志 . 英国.710C0 009 Journal of Computational Physics = 计算物理杂志 . 美国.539B0002 Waerme-und Stoffuebertragung = 热力学与流体力学 . 德国.710E0008 Physica,D = 物理，D辑 . 荷兰.530LB001 High Temperature = 高温（英译苏刊）. 美国.534B0052 JSME International Journal, II = 日本机械工程师学会国际杂志，II辑 . 日本.780 D0063 Fluid Dynamics Research = 流体动力学研究 . 荷兰.527LB001 Journal of the Physical Society of Japan = 日本物理学会志 . 日本.530D0002 Computers and Fluids = 计算机与流体 . 英国.--─738C0074 Heat Transfer-Japanese Research = 日本传热研究 . 美国.525B0055 Chemical Engineering Science = 化学工程科学 . 英国.810C0004 Physics Letters, A = 物理快报，A辑 . 荷兰.530LB004 Thermal Engineering = 热力工程（英译苏刊）. 英国 .721C0058 AIChE Journal美国化学工程师协会会志 . 美国.810B0001 Applied Mathematics and Mechanics = 应用数学与力学（英译苏刊）. 美国.ISSN 00 66-5479 Applied Scientific Research = 应用科学研究 . 荷兰.500LB002 Comptes Rendus de l Acadecie des Sciences , Serie II = 法国科学院报告，II辑 . FRA.500F0003 Numerical Heat Transfer = 数值传热 . 美国.725B0059 Rheologica Acta = 流变学学报 . 德国.526E0051

流体力学在土木工程中的应用

流体力学在土木工程中的应用 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。 流体力学逐渐广泛地应用于生产实践，并在生产实践的推动下，大大丰富了流体力学的内容。例如：重工业中的冶金，电力，采掘等工业;轻工业中的化工，纺织，造纸等工业；交通运输业中的飞机，火车。船舶设计；农业中的农田灌溉，水利建设，河道整治等工程中，无不有大量的流体力学问题需要解决。 在道路桥梁交通中，桥涵水力学问题，路边排水，大桥水下施工中的水力学问题，路基，路边渗水等诸多问题都需要应用流体力学知识去解决。结构风工程中，高耸建筑物一般都要做风洞试验的。而大跨度柔性桥梁的抗风性能就是空气动力学的一个典型应用。从而有了CFD的蓬勃发展。基坑施工时一般要考虑地下水的，降水怎么计算也要用到流体力学。隧道中的通风效应，如何计算隧道施工运营隧道中的通风效应，如何计算隧道施工运营中的通风问题，风机如何安置，采用哪种通风方式都是很典型的应用。高速铁路隧道的空气动力学效应。这个越来越重视啦。由于高铁的速度高，进出隧道时都会产生活塞效应，搞不好还有“空气炮”，所以也要用到流体力学来解决这些问题。修明渠和城市管网设计（市政工程）用到的基本上都是经典的流体力学。 流体力学广泛应用于土木工程的各个领域。例如：在建筑工程和桥梁工程中，研究解决风对高耸建筑物的荷载作用和风振问题，要以流体力学为理论基础；进行基坑排水，地基抗渗稳定处理，桥渡设计都有赖于水力分析和计算；从事给水排水系统的设计和运行控制，以及供热，通风与空调设计和设备选用，更是离不开流体力学。可以说，流体力学已成为土木工程各领域共同的专业理论基础。 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

流体力学基本概念和基础知识

流体力学基本概念和基础知识

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流体力学基本概念和基础知识(部分) 1．什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？ 流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dy du A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。 水的黏滞性随温度升高而减小；空气的黏滞性随温度的升高而增大。（动力粘度μ体现黏滞性)通常的压强对流体的黏滞性影响不大,但在高压作用下，气液的动力黏度随压强的升高而增大。 2．在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个？并对其进行说明。 连续介质（对流体物质结构的简化)、无黏性流体（对流体物理性质的简化）、不可压流体(对流体物理性质的简化) 3．什么是理想流体? 不考虑黏性作用的流体，称为无黏性流体(或理想流体)? ４.什么是实际流体? 考虑黏性流体作用的实际流体 5.什么是不可压缩流体？ 流体在流动过程中,其密度变化可以忽略的流动，称为不可压缩流动。 6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线? 流体在静止时不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向 7．为什么水平面必是等压面?

由于深度相等的点,压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。 8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么? 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。 9．什么是阿基米德原理? 无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积,也就是物体排开液体的体积。 10．潜体或浮体在重力Ｇ和浮力Ｐ的作用,会出现哪三种情况? 重力大于浮力,物体下沉至底。重力等于浮力,物体在任一水深维持平衡。重力小于浮力，物体浮出液体表面，直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。 11．等角速旋转运动液体的特征有那些？ （1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（２)在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。 12．什么是绝对压强和相对压强?两者之间有何关系？通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强?1个标准大气压值以帕（Pa)、米水柱（mH2O)、毫米水银柱(mmHg)表示，其值各为多少？ 绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。压力表的度数是相对压强，通常说的也是相对压强。１atm=10１32５ｐａ＝1０.３3mH2O=７60ｍｍHｇ. 13．什么叫自由表面？和大气相通的表面叫自由表面。 14.什么是流线？什么是迹线?流线与迹线的区别是什么? 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的,它是表示这无究多个流体质

【完整版】流体力学在液压管路设计中的应用

流体力学在液压管路设计中的应用 【摘要】在液压系统当中,评价一个系统的状态,除过主要指标满足设计要求,功能动作可靠稳定以外,系统的效率尤为 关键。 笔者从液压管道压力损失的种类开始 ，分析了液压油在液压系统中的2种流态及雷诺的判据;通过流体力学理论,分析了影响管道的沿程压力损失,局部的压力损失,管道内压力损失的叠加的几种因素。在液压系统的设计当中，合理的应用影响管道压力损失的各项参数 ，对确定最佳的、最优化的系统将会起到关键性的作用。 【关键词】流体力学 液压管路 压力损失 阻力系数 压力损失的叠加 前言 流体力学，是研究流体的力学运动规律及其应用的学科。其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、流体和流体之间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。在农业、工业、航天、军事及工程中具有重要的应用价值。本文主要介绍了某些流体力学在液压管路设计中的几点应用。在液压管道设计中，充分应用流体力学这门基础学科。 １、液压管道压力损失的种类 液压管道系统由若干管道与管接头、阀件等局部装置连接而成。管道系统主要有串联、并联和分支等几种结构形式，液体在流经管道系统时的能量损失工程上通常用压差形式表示，称为压力损失。压力损失由黏性摩擦阻力引起的沿程压力损失和由于流道形状变化（突然转弯，阀口）及流动方向变化因相互撞击和出现旋涡等所产生的局部压力损失组成。压力损失与液流的流态有关。 2、液体的两种种流态及雷诺判据 液体在管道中流动时有层流和紊流２种流动状态 （简称流态）。层流时，液体质点沿管轴呈线状或层状流动 ，而没有横向运动 ，互补掺混和干扰，紊流时，液体质点除了横向脉动还有相对于平均运动的反向运动，强烈搅混，质点之间相互碰撞，做混杂紊乱状态的流动，２种状态可用雷诺数来判别。 雷诺数Re 是由管内的平均流速v 、管道（或流道）的水力直径dH 液体的运动黏度μ这3个参数所组成的一个无因次数。 μρμ//Re vdH vdH ==式中 ： v -平均流速,m/s ； dH -水力直径,x A dH /4=,m ；圆截面管道的水力直径 与其管径ｄ相 同； A -液体通流截面面积，2m ； x -通流截面的湿周长度,m ； v -液体的运动黏度，2m /s ； ρ-液体密度，kg/3m ； μ-液体的动力粘度,Pa ·s 。如果液流的雷诺数相同,则流动状态也相同。水力直径的大小反映了管道或流道的通流能力，水力直径大，意味着液流和管壁的接触面积小，阻力小 ，通流能力大。在通流截面面积相同但形状各异的所有流道中 ，圆形截面管道的水力直径最大。 dH

流体力学在F1赛车中的应用

读书报告 流体力学在F1赛车中的应用 一辆F1赛车可以在5秒内加速到200km/h以 上，极速更是高达350km/h，但是如果在弯道中轮 胎没有足够的抓地力，那么引擎即使有足够强劲 的动力，也没有机会充分发挥。因此过弯稳定性 可以极大程度地影响一辆F1赛车的综合性能。为 了提高过弯速度，除了要设置合适的悬架保证轮 胎能最大限度地与路面接触之外，还利用空气提 供额外的气动负升力，即气动下压力。 对于轮胎来说，施加在轮胎上的载荷有三类： 车身自重、车手体重和行驶过程中空气提供的下 压力。其中，气动下压力可以在不增加额外质量 的前提下，提高轮胎的附着力，有效地提升赛车 的过弯性能，甚至直接影响到车手的单圈成绩。 在引擎研发相对稳定的框架下，对于下压力的压 榨的开发被放在了新车研发的首要位置。 对于目前的F1赛车而言，底盘、发动机和悬 架是一辆赛车的必备组成成分，其余的部件则是为了满足空气动力学的的需要面安装的，这此换们称之为“气动附加装置”又可以分为两类，一类是直接用来产生气动负升力的装置，包括前翼、后翼和扩散器，压力配比方面，前翼产生的下压力占全部下压力的30%，尾翼占30%，扩散器占40%。另一类则是用来提升前、后翼以及扩散器的工作效率的辅助性装置，这此装置通过提升气流的传输效率，间接地提升赛车的气动性能，这类装置包括鼻锥及其下方的导流板，侧箱前方的导流板等等。首先，我们就先从前后翼以及扩散器展开对F1赛车气动特性的讨论。 前翼 前翼是安装在车体最前端的气动附加装置，它不仅负责制造赛车前部的下压力，还影响向后流动的气流的走向。前翼由主要结构和众多的附加结构组成。最前端的水平翼片称为主翼，其后端带有攻角的倾斜翼片称为襟翼，理论上来说，只要拥有主翼和襟翼就可以产生下压力，因此可以将主翼和襟翼概括为前翼的主要结构。人类在流体力学的研究过程中一直在发展，进步，在可以产生气动负升力的翼形的研究中更是如此，先后出现了伯努利，牛顿等不同时期的翼形，这些翼形在气动性能上也不断提升，今天F1赛车所采用的主襟翼结合的翼形就是人类经过长期探索换来的智慧结晶，这种翼形不仅成熟，而且有效。

流体力学基础知识

流体力学基础知识 1、什么是流体？什么是可压缩流体与不可压缩流体？ 一切物质都是由分子组成的。在相同的体积中，气体和液体的分子数目要比固体少得多，分子间的空隙就比较大，因此，分子之间的内聚力小，分子运动剧烈。这就决定了气体和液体不能保持固定的形状而具有流动性，所以，我们称气体和液体为流体。 在一定温度下，流体的体积随压力升高而缩小的性质，称为流体的可压缩性。流体压缩性的大小用压缩系数K表示。它的意义是当温度不变时，单位压力增量所引起流体体积的相对缩小量。 液体的压缩系数很小，故一般称液体为不可压缩流体。 温度与压力的改变，对气体体积影响很大。由热力学可知，当温度不变时，气体的体积与压力成反比，即压力增加一倍，体积缩小为原来的一半。由于压力变化对气体体积影响明显，故一般称气体为可压缩流体。 2、什么是流体的粘性与粘度（粘性系数）？ 当流体运动时，在流体层间产生的内摩擦力具有阻碍流体运动的性质，故将这一特性称为流体的粘性，将内磨擦力称为粘性力。粘性是流体运动时间生能量损失的根本原因。 液体的粘性大小，用粘度（粘性系数）表示。粘度有动力粘度与运动粘度两种。所谓动力粘度是指流体单位面积上的粘性力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值。 3、流体粘性大小与哪些因素有关？ 流体粘性的大小，不仅与流体的种类有关，且随流体的压力和温度的改变而变化。由于压力改变对流体粘性影响很小，一般可忽略不计。温度是影响粘性的主要因素。 温度对粘度的影响，对液体和气体是截然不同的。温度升高时，液体的粘度迅速降低，而气体的粘度则随之升高。这主要是因为，液体的粘性力主要是由于分子间吸引力造成的，当温度升高时，分子距离加大，引力减小，使粘性力减弱，粘度降低。气体的粘性力主要是由气体内部分子运动引起的分子掺混、碰撞而产生的，温度升高，分子运动的速度加快，层间分子掺混、碰撞机会增多，使具有不同速度的气体层间的质量与动量交换加剧。所以，粘性力加大，粘度升高。 液体粘度随温度升高而降低的特性，对电厂燃料油的输送与雾化是有利的。因此，锅炉燃油在进入锅炉前要加热到一定温度以降低其粘度。但这一特性对润滑油不太有利。因为温度升高使粘度降低，会妨碍润滑油膜的形成，引起轴承温度升高，甚至会烧坏轴瓦。因此，一般要控制轴承温度不超过65℃。 4、工业实用流体的粘度是如何测定的？ 工业实用流体用粘度计来测定其粘度。粘度计有许多种，目前我是多采用恩格尔粘度计，使用方法较简单，测定时先测出在一定温度（一般润滑油为50℃，燃油为80℃）下，从恩格尔粘度计的孔口中流出200cm3的液体所需的时间t,再测出20℃同体积的蒸馏水流出的时间t0，t与t0的比值称为恩格尔粘度，简称恩氏粘度，以°E t表示，下角标t表示测定时的温度（℃）。 5、什么叫流速？什么叫流量？ 流体运动的速度称为流速。实际流体在管道中流动时，由于流体本身的内磨擦力及流体与管壁之间的磨擦力，使流体质点在管道各处的流速是不一样的，即沿管壁流速最低，管中心流速最高。通常工程上计算流速时，都是采用平均流速。 在锅炉上，还常应用质量流速的概念。所谓质量流速，是指单位时间通过单位流通截面

应用流体力学(浙江大学出版社)经典习题集

5.1实船的模型以的速度前进，受到的运动阻力为。求实船的运动阻力，并求模型与实船克服运动阻力所需要的功率。 解：由重力相似，故弗劳德数相等，即： 由于模型和实物均受到地球重力场的作用，重力加速g均相同，故： 又 则，实船的运动阻力为： 所需功率为：

5.02、贮水箱模型内盛满水，打开水门排完要，若模型是实物的，问排完实物内的贮水需多少时间。 解：由重力相似，故： 由于模型和实物均受到地球重力场的作用，重力加速g均相同，故： 又 5.03、声纳传感器的阻力可由风洞实验结果进行预报。实物是直径 的球壳，在深水中拖曳速度是。若模型的直径

，求在空气中模型的速度。若在风洞试验时模型的阻力为 ，试估算实物的阻力。 解：设风洞的截面积足够大（试验证明，当时即可满足），忽略空泡及压缩性影响，则实物与模型由粘性力相似准则，有： 即： 对于水： 对于空气： 因为模型与实物是满足动力相似的，所以由牛顿相似准则，有： 即：

5.04、试用量纲和谐原理（齐次性原则）建立直角三角形量水堰(如图)的流量计算关系式。假定流量Q与H、g之间的函数关系为一单项指数式。 解：设，各物理量的量纲均用基本量纲[L][T][M]来表示。 根据量纲和谐原理： 即： 代入得： 式中： 5.05、有一长，直径的泄洪隧洞，洞中水流属紊流粗糙区，现需进行模型试验。要求：

（1）说明按何种相似准则设计模型，并写出其相似准则表达式； （2）按相似准则导出流速、流量、力比尺的表达式。 解：（1）应按阻力相似准则设计模型。因为水流在紊流粗糙区，只要模型与原型的相对粗糙度相等，就可采用佛汝德数相似准则设计阻力相似模型。其表达式为： （2） ①流速比尺： ②流量比尺： ③力的比尺： 若模型和原型液体一样，，则