流体力学绪论

1-1 流体的定义和特征 流体定义

所谓流体，即能流动的物质。力学特征表现为受任何微小剪 切力的作用都能连续变形的物质。

自然界物质形态：固态、液态、气态。其中后二者为流体。

流体具有易变形的特征。

流体与固体的区别

受持续剪切应力作用时，固体变形一般是微小和有限的；对流体而言 只要作用时间足够长，其变形可以很大甚至无限大。 剪切应力停止作用，固体变形恢复或部分恢复；流体则不做任何恢复。

1-6 流体的粘性

流体的粘性

1. 粘性的定义

流体内部各流体微团之间发生相对滑移时，流体内部会产生 切向阻力的性质，称为流体的粘性。

库伦实验(1784)

1-6 流体的粘性

2. 流体粘性所产生的两种效应

流体内部各流体微团之间会产生粘性力； 流体将粘附于它所接触的固体表面。 牛顿内摩擦定律

实验证明:

v

F μA u

μ:

h

h

流体的动力粘度,取决于种类、温度、和压强 Pa· s(N· s/m2)

1-6 流体的粘性

牛顿内摩擦定律 作用在流层上的切向应力和速度梯度成正比，比例 系数为流体的动力粘度。

dv x dy

大, 切向应力大,能量损失大

小, 切向应力小,能量损失小

dv x dy

dv x 0 粘性表现不出来 dy

静止

流体以相同的速度流动

1-6 流体的粘性

牛顿流体和非牛顿流体

A: 牛顿流体

理 想 流 体

B: 理想塑性体 (牙膏) C: 拟塑性体 (纸浆)

D:胀流型流体

弹性固体

1-6 流体的粘性

粘性流体和理想流体 不具有粘性的流体称为理想流体

粘性作用表现不出来的场合。 直接求解粘性流体的精确解很困难。先不 计粘性，得到的解用修正系数修正； 对粘性为主要影响因素的问题，按由简到 繁的原则，先研究理想流体流动。

本章小结 1.工程流体力学的任务是研究流体的宏观机械运动。流体在 任何微小切应力作用下都会发生变形或流动。 2.引入了连续介质模型假设，把流体看成没有空隙的连续介 质。 3.流体的压缩性，一般可用体积压缩率k和体积模量K来描 述 。

4.粘性是流体的主要物理性质，它是流动流体抵抗剪切变形 的一种性质。不同的流体粘滞性大小用动力粘度或运动粘 度来反映。温度是粘度的主要影响因素：随温度升高，气 体粘度上升、液体粘度下降。 5.牛顿内摩擦定律,它表明流体的切应力大小与速度梯度或 角变形率或剪切变形速率成正比。根据是否遵循牛顿内摩 擦定律，可将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。

思考题 1. 2. 3. 4. 5. 流体的力学定义是什么？ 流体，刚体，弹性体的力学响应有何不同？ 什么是流体微团？什么是流体的连续介质假设？ 作用与流体上的力有哪些？质量力通常指那些

力？ 什么是流体的压缩性？为什么气体在低速流动时可以当

作不可压缩流处理？

6. 什么是流体的粘性？流体的粘度如何随温度变化？

7.

8.

流体的内摩擦阻力与哪些因素有关？

工程中引入“理想流体”有何意义？