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什么是流体力学

发布时间:2025-06-05 03:24:32

流体力学简介

流体力学是物理学的一个分支,主要研究流体(包括液体和气体)的力学性质及其运动规律。它广泛应用于航空航天、土木工程、气象学、海洋学、生物医学工程等领域。


一、基本概念

  • 流体:能够流动的物质,包括液体和气体。

  • 连续性假设:在宏观尺度上,流体被视为连续介质。

  • 粘性:流体内部摩擦力的表现,影响流体的流动特性。


二、主要分支

分支研究内容
静力学研究静止流体的压力分布和浮力等。
动力学研究流体运动的基本规律,如牛顿流体和非牛顿流体。
空气动力学研究气体(尤其是空气)的运动及其与固体的相互作用。
水动力学研究液体的运动规律,如波浪、涡流等。

三、应用领域

  • 航空航天:飞机和火箭的设计与性能分析。

  • 土木工程:水坝、桥梁和建筑物的抗风、抗震设计。

  • 气象学:天气预报和气候模型。

  • 生物医学工程:血液流动和呼吸系统的研究。


四、基本方程

  • 连续性方程:描述质量守恒。

  • 纳维-斯托克斯方程:描述动量守恒,是流体动力学的核心方程。

  • 能量方程:描述能量守恒。


五、学习资源

  • 教材:《流体力学基础》、《流体力学导论》。

  • 在线课程:Coursera、edX上的流体力学课程。

  • 实验:风洞实验、水槽实验等。

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