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1、第一章 基本概念1.1 流体定义及连续介质假设1.2 流体的主要力学性质1.3 作用在流体上的力1.4 流体的分类流体的分类1.4.1 液体与气体1.4.2 可压缩流体与不可压缩流体1.4.3 黏性流体与理想流体1.4.4 牛顿流体与非牛顿流体流体的分类分子聚集状态是否具有压缩性是否具有黏性是否遵循牛顿内摩擦定律液体与气体可压缩流体与不可压缩流体黏性流体与理想流体牛顿流体与非牛顿流体流体分类根据流体的不同性质，可大致将流体可划分四类。流体的分类1.4.1 液体与气体根据流体分子的聚集状态，流体可划分为液体与气体。液、气分子聚集状态气体液体液体与气体液体的分子有效直径 d 和分子距 r 差不多是
2、相等的，有一定体积，存在自由液面液体分子聚集状态dr 液态水1.4.1 液体与气体液体 气体分子距 r 很大，比分子有效直径 d 大10倍左右，因此分子间的吸引力很小，气体分子可以自由运动，这就使气体没有固定的体积。气体体分子聚集状态水蒸气dr dr1.4.1 液体与气体气体1.4.2 可压缩流体与不可压缩流体 根据流体是否具有压缩性，流体可划分为可压缩流体与不可压缩流体。空气可以被压缩水很难被压缩可压缩与不可压缩流体可压缩流体：密度随压力发生变化的流体；即一定质量的流体体积可变。活塞移动 可压缩性流体 体积变化率很大可压缩流体1.4.2 可压缩流体与不可压缩流体 不可压缩流体：密度不随压力发
3、生变化的流体；即一定质量的流体体积不变。注意：实际流体都有或大或小的可压缩性，因此严格意义上的不可压缩流体是不存在的！深层海水 不可压缩性流体 体积变化率很小不可压缩流体1.4.2 可压缩流体与不可压缩流体 一般将压缩性较大的气体看作可压缩流体,将压缩性较小的液体看作不可压缩流体,但是这种划分并不是绝对的,需要根据流体产生的体积变化率来分析。烟囱排烟：流速很慢，压强变化很小 不可压缩性流体 体积变化率很小可压缩与不可压缩流体1.4.2 可压缩流体与不可压缩流体在某些压强变化很大的场合，一般视为不可压缩流体的液体也可能被看作可压缩流体。鱼雷水下爆炸 可压缩性流体 水中压强剧烈变化可压缩与不可压缩
4、流体1.4.2 可压缩流体与不可压缩流体1.4.3 黏性流体与理想流体 根据流体是否具有黏性，流体可划分为黏性流体与理想流体。黏度 0 的为黏性流体=0 的为理想流体 实际流体都是有黏性的；理想流体事实上并不存在，它是流体力学中引入的一个重要的假设模型。黏性流体与理想流体 什么情况下，实际流体可作为理想流体简化处理？在分析某些特定的问题时，当黏性对其影响可以忽略不计的情况下，可以将实际流体看做理想流体进行处理。远离机翼：理想流体靠近机翼：黏性流体1.4.3 黏性流体与理想流体黏性流体与理想流体 黏性流体与理想流体在管道内壁同一截面的速度分布。管道内壁流速分布没有黏性，不受剪切力作用的速度理想流
5、体管道内壁流速分布有黏性，受剪切力作用的速度黏性流体 0=0黏性流体与理想流体1.4.3 黏性流体与理想流体流体力学中常把满足理想气体状态方程的气体称为“完全气体”。在热力学中学习到的“理想气体”是否属于我们这里所讲到的理想流体呢？是指满足理想气体状态方程的气体与黏性没有关系流体力学“理想流体”热力学“理想气体”是指没有黏性的流体，重点在于流体是否具有黏性注意1.4.3 黏性流体与理想流体1.4.4 牛顿流体与非牛顿流体 根据流体是否遵循牛顿内摩擦定律，流体可划分为牛顿流体与非牛顿液体。牛顿内摩擦定律ddfTuAy=牛顿流体：遵循牛顿内摩擦定律的流体。经典的牛顿流体水空气牛顿流体动画形象（女）
6、非牛顿流体：不遵循牛顿内摩擦定律的流体。常见的非牛顿流体 理想宾汉姆塑性流体 假塑性流体 胀流型流体1.4.4 牛顿流体与非牛顿流体非牛顿流体石油、牙膏、蛋清以及人体的血液都属于非牛顿流体。牛顿流体与非牛顿流体流变曲线对比及其代表性物质。牛顿流体理想宾汉姆塑性流体屈服应力0假塑性流体胀流型流体常见的非牛顿流体牛顿流体理想宾汉姆塑性流体胀流型流体假塑性流体受到剪切力是否立即形变剪切力与剪切应变率是否为线性关系代表性物质需要一定屈服应力斜率逐渐减小斜率逐渐增大流变曲线水空气油漆牙膏石蜡糖浆尼龙乳化液石灰浆生面团淀粉糊O牛顿流体与非牛顿流体1.4.4 牛顿流体与非牛顿流体牛顿流体与非牛顿流体本章小结 流体的定义：在剪切力持续作用下能够产生连续变形的物质。连续介质假说：微观上充分大，宏观上充分小。流体的主要性质：密度、压缩性、膨胀性、粘性。作用在流体上的力：质量力、表面力（正应力、切应力）。流体的分类：可按分子聚集状态、压缩性、粘性、牛顿内摩擦定律分类。牛顿内摩擦定律ddfTuAy=d、f、p重要概念重要公式与符号谢谢聆听！