1、流體力學(xué)報告每一門力學(xué)學(xué)科的建立,都需要建立模型,也就是把實際的問題抽象化,而抽象過程就是把現(xiàn)實中對所研究問題不重要的因素忽略掉,也就是模型假設(shè),從而建立于這個問題相適應(yīng)的模型進行研究,如果有意義有價值,也就慢慢深入研究,從而形成一門學(xué)科,它們都是隨社會的發(fā)展而發(fā)展形成的.比如現(xiàn)如今最前沿的力學(xué)學(xué)科納米力學(xué)就是如此。我們土木工程常說的三大力學(xué)有：1.理論力學(xué)-分析力學(xué),振動力學(xué),水力學(xué)或稱為流體力學(xué)（這些研究對材料都不太側(cè)重）2.材料力學(xué)-彈性力學(xué),塑性力學(xué)（都是又材料特性而分的）3.結(jié)構(gòu)力學(xué):就是分析復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的情形。在此我重點敘述我對流體力學(xué)這門課學(xué)科的學(xué)習(xí)和認知。一流體的基本信息解釋：流

2、體，是與固體相對應(yīng)的一種物體形態(tài)，是液體和氣體的總稱.由大量的、不斷地作熱運動而且無固定平衡位置的分子構(gòu)成的，它的基本特征是沒有一定的形狀并且具有流動性。流體都有一定的可壓縮性，液體可壓縮性很小，而氣體的可壓縮性較大，在流體的形狀改變時，流體各層之間也存在一定的運動阻力（即粘滯性）。當流體的粘滯性和可壓縮性很小時，可近似看作是理想流體，它是人們?yōu)檠芯苛黧w的運動和狀態(tài)而引入的一個理想模型。是液壓傳動和氣壓傳動的介質(zhì)。大氣和水是最常見的兩種流體，大氣包圍著整個地球，地球表面的70%是水面。大氣運動、海水運動（包括波浪、潮汐、中尺度渦旋、環(huán)流等）乃至地球深處熔漿的流動都是流體的研究內(nèi)容。二流體力學(xué)的

3、闡述:流體力學(xué)是連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的一門分支，是研究流體（包含氣體，液體以及等離子態(tài)）現(xiàn)象以及相關(guān)力學(xué)行為的科學(xué)。可以按照研究對象的運動方式分為流體靜力學(xué)和流體動力學(xué)，還可按流動物質(zhì)的種類分為水力學(xué)，空氣動力學(xué)等等。對流體力學(xué)學(xué)科的形成作出第一個貢獻的是古希臘的阿基米德，他建立了包括物理浮力定律和浮體穩(wěn)定性在內(nèi)的液體平衡理論，奠定了流體靜力學(xué)的基礎(chǔ)，特別是從20世紀以來，流體力學(xué)已發(fā)展成為基礎(chǔ)科學(xué)體系的一部分，同時又在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面得到廣泛應(yīng)用。流體力學(xué)既包含自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論，又涉及工程技術(shù)科學(xué)方面的應(yīng)用。此外，如從流體作用力的角度，則可分為流體靜力學(xué)、流體

4、運動學(xué)和流體動力學(xué);從對不同力學(xué)模型的研究來分，則有理想流體動力學(xué)、粘性流體動力學(xué)、不可壓縮流體動力學(xué)、可壓縮流體動力學(xué)和非牛頓流體力學(xué)等。三對流體的研究假設(shè)：連續(xù)體假設(shè)物質(zhì)都由分子構(gòu)成,盡管分子都是離散分布的,做無規(guī)則的熱運動但理論和實驗都表明,在很小的范圍內(nèi),做熱運動的流體分子微團的統(tǒng)計平均值是穩(wěn)定的.因此可以近似的認為流體是由連續(xù)物質(zhì)構(gòu)成,其中的溫度,密度,壓力等物理量都是連續(xù)分布的標量場。質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒目的是建立描述流體運動的方程組。歐拉法描述為:流進絕對坐標系中任何閉合曲面內(nèi)的質(zhì)量等于從這個曲面流出的質(zhì)量,這是一個積分方程組,化為微分方程組就是:密度和速度的乘積的散度是零（無散場）

5、。用歐拉法描述為:流體微團質(zhì)量的隨體導(dǎo)數(shù)隨時間的變化率為零。動量定理流體力學(xué)在微觀是無限大，并且是低速運動，屬于經(jīng)典力學(xué)的范疇。因此動量定理和動量矩定理適用于流體微元。應(yīng)力張量對流體微元的作用力，主要有表面力和體積力，表面力和體積力分別是力在單位面積和單位體積上的量度，因此它們有界。由于我們在建立流體力學(xué)基本方程組的時候考慮的是尺寸很小的流體微元，因此流體微團表面所受的力是尺寸的二階小量，體積力是尺寸的三階小量，故當體積很小時，可以忽略體積力的作用。認為流體微團只是受到表面力（表面應(yīng)力）的作用。非各向同性的流體中，流體微團位置不同，表面法向不同，所受的應(yīng)力是不同的，應(yīng)力是由一個二階張量和曲面法

6、向的內(nèi)積來描述的，二階應(yīng)力張量只有三個量是獨立的，因此，只要知道某點三個不同面上的應(yīng)力，就可確定這個點的應(yīng)力分布情況。粘性假設(shè)流體具有粘性，利用粘性定理可以導(dǎo)出應(yīng)力張量。能量守恒具體表述為:單位時間內(nèi)體積力對流體微團做的功加上表面力和流體微團變形速度的乘積等于單位時間內(nèi)流體微團的內(nèi)能增量加上流體微團的動能增量。四研究方法進行流體力學(xué)的研究可以分為現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、理論分析、數(shù)值計算四個方面:現(xiàn)場觀測現(xiàn)場觀測是對自然界固有的流動現(xiàn)象或已有工程的全尺寸流動現(xiàn)象，利用各種儀器進行系統(tǒng)觀測，從而總結(jié)出流體運動的規(guī)律，并借以預(yù)測流動現(xiàn)象的演變。過去對天氣的觀測和預(yù)報，基本上就是這樣進行的。實驗室模擬

7、不過現(xiàn)場流動現(xiàn)象的發(fā)生往往不能控制，發(fā)生條件幾乎不可能完全重復(fù)出現(xiàn)，影響到對流動現(xiàn)象和規(guī)律的研究;現(xiàn)場觀測還要花費大量物力、財力和人力。因此，人們建立實驗室，使這些現(xiàn)象能在可以控制的條件下出現(xiàn)，以便于觀察和研究。同物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科一樣，流體力學(xué)離不開實驗，尤其是對新的流體運動現(xiàn)象的研究。實驗?zāi)茱@示運動特點及其主要趨勢，有助于形成概念，檢驗理論的正確性。二百年來流體力學(xué)發(fā)展史中每一項重大進展都離不開實驗。模型實驗在流體力學(xué)中占有重要地位。這里所說的模型是指根據(jù)理論指導(dǎo)，把研究對象的尺度改變（放大或縮小）以便能安排實驗。有些流動現(xiàn)象難于靠理論計算解決，有的則不可能做原型實驗（成本太高或規(guī)模太大）

8、。這時，根據(jù)模型實驗所得的數(shù)據(jù)可以用像換算單位制那樣的簡單算法求出原型的數(shù)據(jù)。觀測現(xiàn)場觀測常常是對已有事物、已有工程的觀測，而實驗室模擬卻可以對還沒有出現(xiàn)的事物、沒有發(fā)生的現(xiàn)象（如待設(shè)計的工程、機械等）進行觀察，使之得到改進。因此，實驗室模擬是研究流體力學(xué)的重要方法。理論分析理論分析是根據(jù)流體運動的普遍規(guī)律如質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒等，利用數(shù)學(xué)分析的手段，研究流體的運動，解釋已知的現(xiàn)象預(yù)測可能發(fā)生的結(jié)果。理論分析的步驟大致如下:首先是建立力學(xué)模型，即針對實際流體的力學(xué)問題，分析其中的各種矛盾并抓住主要方面，對問題進行簡化而建立反映問題本質(zhì)的力學(xué)模型。流體力學(xué)中最常用的基本模型有:連續(xù)介質(zhì)、

9、牛頓流體、不可壓縮流體、理想流體、平面流動等。數(shù)值計算其次是針對流體運動的特點，用數(shù)學(xué)語言將質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒等定律表達出來，從而得到連續(xù)性方程、動量方程和能量方程。此外，還要加上某些聯(lián)系流動參量的關(guān)系式（例如狀態(tài)方程），或者其他方程。這些方程合在一起稱為流體力學(xué)基本方程組。求出方程組的解后，結(jié)合具體流動，解釋這些解的物理含義和流動機理。通常還要將這些理論結(jié)果同實驗結(jié)果進行比較，以確定所得解的準確程度和力學(xué)模型的適用范圍。五實驗室模擬流體動力學(xué)實驗1伯努利實驗（1）、實驗?zāi)康囊?、掌握流速、流量、壓強等動水力學(xué)水力要素的實驗量測技術(shù)2、驗證流體定常流的能量方程。3、通過對動水力學(xué)諸

10、多水力現(xiàn)象的實驗分析研究，進一步掌握有壓管流中動水力學(xué)的能量轉(zhuǎn)換特性。（2）、實驗裝置68941312自循本實驗的裝環(huán)伯努利方程實置如圖所示,圖中:1.自循環(huán)供水器2.實驗臺3.可控硅無級調(diào)速器4.溢流板5.穩(wěn)水孔板6.恒壓水箱7.測壓計8.滑動測量尺9.測壓管10.實驗管道11.測壓點12.畢托管13.實驗流量調(diào)節(jié)閥。（3）、實驗原理不可壓縮流體在管內(nèi)作穩(wěn)定流動時，由于管路條件的變化會引起流動過程中三種機械能位能、動能、靜壓能的相應(yīng)改變及相互轉(zhuǎn)換，對于理想流體在系統(tǒng)內(nèi)任一截面處，雖然三種能量不一定相等，但是能量之和是守恒的。而對于實際流體，由于存在內(nèi)摩擦，流體在流動中總有一部分機械能隨摩擦和

11、碰撞轉(zhuǎn)化為熱能而損耗了。所以對于實際流體，任意兩截面上機械能總和并不相等，兩者的差值即為機械能損失。22丄=乙+丄-工+”P莒pg2g1-1以上幾種機械能均可用測壓管中的液貯高度來表示，分別稱為位壓頭、動壓頭、靜壓頭。當測壓直管中的小孔與水流方向垂直時，測壓管內(nèi)液柱高度即為靜壓頭，當測壓孔正對水流方向時，測壓管內(nèi)液柱高度則為靜壓頭和動壓頭之和。測壓孔處流體的位壓頭由測壓孔的幾何高度確定。任意兩截面間位壓頭、靜壓頭、動壓頭總和的差值，則為損失壓頭。（4）、實驗方法與步驟1、熟悉實驗設(shè)備，分清各測壓管與各測壓點，畢托管測點的對應(yīng)關(guān)系。2、打開開關(guān)供水，使水箱充水，待水箱溢流后，檢查泄水閥關(guān)閉時所有

12、測壓管水面是否齊平，若不平則進行排氣調(diào)平（開關(guān)幾次）。3、打開閥13，觀察測壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢及位置水頭、壓強水頭之間的相互關(guān)系，觀察當流量增加或減少時測壓管水頭的變化情況。4、調(diào)節(jié)閥13開度，待流量穩(wěn)定后，測記各測壓管液面讀數(shù)，同時測記實驗流量（與畢托管相連通的是演示用，不必測記讀數(shù)）。5、再調(diào)節(jié)閥13開度1-2次，其中一次閥門開度大到使液面降到標尺最低點為限，按第4步重復(fù)測量。通過實驗室模擬讓我們更加容易理解和學(xué)習(xí)流體力學(xué)；在實驗中熟悉流體流動中各種能量和壓頭的概念及其相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，加深對伯努利方程的理解；在實驗中可以更加直觀的觀察各項能量，或壓頭，隨流速的變化規(guī)律。六心得總結(jié)學(xué)習(xí)一門抽象的難以理解學(xué)科，例如流體力學(xué)，做實驗?zāi)軒椭覀兏玫睦斫夂蛯W(xué)習(xí)流體力學(xué)這門課，還有利于培養(yǎng)我們的創(chuàng)造性思維能力和實踐能力。目前的教科書對每個實驗的實驗?zāi)康摹⑹褂脙x器、內(nèi)容、方法、步驟乃至記錄表格一應(yīng)俱全。學(xué)習(xí)不僅需要智力、能力更需要求真務(wù)實的科學(xué)精神，在實驗中儀表誤差、讀數(shù)誤差、造成實踐與理論的脫