129744326279687500工程流体力学chapter1(中文)[1]

工程流体力学Instructor:GaoWeiContact：[e-mail]：8241874EngineeringFluidMechanicsPDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion☞高尔夫球飞得远应表面光滑还是粗糙？☞☞汽车阻力来自前部还是尾部？☞☞机翼升力来自下部还是上部？☞☞同一容器上同高同径孔口和管嘴泄流谁的流速大谁的流量大？………………虽然生活在流体环境中，人们对于一些流体运动还是缺乏认识，比如：PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion高尔夫球飞得远应表面光滑还是粗糙？起初人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此当时用皮革制球。最早的高尔夫球（皮革已龟裂）后来发现表面有很多划痕的旧球反而飞得更远，这个谜直到20世纪建立流体力学边界层理论后才解开。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion高尔夫球表面的小凹坑可以减少空气的阻力，增加球的升力。因此，高尔夫球表面之所以设计有许多小凹坑，其目的是让高尔夫球飞得更远。高尔夫球飞得远应表面光滑还是粗糙？现在的高尔夫球表面有许多小凹坑，在同样大小和重量下，飞行距离为光滑球的5倍。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion汽车阻力来自前部还是后部？汽车阻力来自前部还是后部？★汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力系数CD很大，约为0.8。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion汽车阻力来自前部还是后部？汽车阻力来自前部还是后部？★实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion汽车阻力来自前部还是后部？汽车阻力来自前部还是后部？★20世纪30年代起，人们开始运用流体力学原理改进汽车尾部形状，出现甲壳虫型，阻力系数降至0.6。★20世纪50－60年代改进为船型，阻力系数为0.45。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion汽车阻力来自前部还是后部？汽车阻力来自前部还是后部？★80年代经过风洞实验系统研究后，又改进为鱼型，阻力系数为0.3。★以后进一步改进为楔型，阻力系数为0.2。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion汽车阻力来自前部还是后部？汽车阻力来自前部还是后部？★90年代后，科研人员研制开发了气动性能更优良的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion汽车阻力来自前部还是后部？★经过近80年的研究改进，汽车阻力系数从0.8降至0.137，阻力减小为原来的1/5。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion汽车阻力来自前部还是后部？★目前在汽车外形设计中，流体力学性能研究已占主导地位，合理的外形使汽车具有更好的动力学性能和更低的耗油率。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion机翼升力来自下部还是上部？机翼升力来自下部还是上部？机翼的特殊形状使它不用旋转就能产生环流，上部流速加快形成吸力，下部流速减慢形成压力。测量和计算表明上部吸力的贡献要比下部大。NACA2412翼型在7.4度攻角时的压强分布PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion年中国的大禹治水Ø早在纪元前，人类研究流体运动就已经有了不少的成就。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion世纪阿基米德浮力定律阿基米德（Archimedes,287-212B.C.希腊）中国四川都江堰水利工程。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion世纪，随着牛顿运动定理和微积分方程的建立，流体力学迈入理性研究和持续发展阶段。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionØ一批著名数学家建立了描述无粘性流体运动的理论流体力学。欧拉（1707-1783,瑞士）伯努利（1700－1782,瑞士）PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion世纪末，理论流体力学与实验流体力学开始结合，此期间的重大进展还有：弗鲁德（W.Froude,1810－1879,英国）建立了模型试验法则。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion瑞利（1842－1919，英国）建议采用量纲分析法。雷诺（1842－1912,爱尔兰）发现了两种流动状态。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionØ纳维（L.Navier）和斯托克斯（G.Stokes）建立了粘性流体运动方程。纳维（1785－1836，法国）斯托克斯（1819－1903，英国）PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion世纪初。以普朗特（L.Prandtl，1875－1953，德国）边界层理论为标志。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionØ卡门、泰勒等众多科学家奠定了近代流体力学基础。卡门（V.Karman，1881－1963，美国）泰勒（G.Taylor，1886－1975，英国）PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionØ以周培源、钱学森为代表的中国科学家在湍流理论、空气动力学等许多领域中作出了基础性、开创性的贡献。周培源（1902－1993）钱学森（1911－）PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion