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什么是流体力学

发布时间:2025-06-05 05:19:37

流体力学概述

流体力学是物理学的一个分支,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:流体抵抗剪切变形的性质。

  • 压缩性:流体在压力作用下体积变化的性质。


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
动力学研究运动流体的速度、加速度和力等
热力学研究流体中的能量转换和热传递
计算流体力学(CFD)利用计算机模拟流体运动

三、基本方程

  • 连续性方程:质量守恒定律在流体中的应用。

  • 纳维-斯托克斯方程:描述流体运动的动量守恒方程。

  • 伯努利方程:理想流体沿流线的能量守恒方程。


四、应用实例

  • 航空航天:飞机和火箭的设计。

  • 土木工程:水坝和桥梁的抗风设计。

  • 气象学:天气预报和气候模型。

  • 生物医学工程:血液流动和人工心脏设计。


五、学习资源

  • 教材:《流体力学基础》、《流体力学导论》

  • 软件:ANSYS Fluent、COMSOL Multiphysics

  • 在线课程:Coursera、edX上的流体力学课程

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