流体力学期末复习笔记

流体力学期末复习笔记 流体力学是研究流体（液体和气体）的运动规律的学科，它与热力学、质量传递学和计算流体力学等学科紧密相连，在工程实践中具有广泛应用。本期末复习主要围绕以下几个核心概念展开。 首先，流体的状态方程是描述流体状态的基本方程，如理想气体状态方程(P = ρRT)和真实气体状态方程（涉及压缩因子）。理解不同状态方程的适用范围至关重要，尤其是在高压或低温条件下。 其次，流体的基本方程是流体力学研究的核心。牛顿第二定律应用于流体，即流体的体积力等于流体质量加速度。因此，我们需要掌握动量守恒方程、动量守恒方程、质量守恒方程以及能量守恒方程。 重点理解连续性方程(ρ₁A₁v₁ + ρ₂A₂v₂ = ρ_avgA_avg)，描述流体体积的守恒，A代表横截面积，v代表流体速度。 再者，流体流动类型是流体力学分析的关键。主要分为定常流和变常流，静定流和动定流，层流和湍流。层流速度较低，流动较为平滑，而湍流则具有强烈的扰动和混合。了解这些差异，有助于选择合适的数学模型进行分析。 此外，理解边界条件和控制条件至关重要。边界条件描述流体在不同边界上的物理状态，例如无滑移边界条件、壁面温度边界条件等。控制条件则描述流体在特定位置的物理量，例如速度、压力、温度等。 最后，需要复习一些重要的计算方法，如二维定常层流的解析解（例如Poiseuille 流）以及二维湍流的LES（局域三维效应）模型。 掌握这些理论知识和常用计算方法，为后续的工程问题解决打下坚实的基础。 展开