本文精要解析了流體力學(xué)的基本概念，了解這些基本概念就可以說對流體力學(xué)的入門知識基本掌握了。

流體的概念與固體相對應(yīng)，指可以流動的物體，包括液體和氣體。流體力學(xué) (Fluid mechanics) 是力學(xué)的一門分支，研究流體現(xiàn)象及相關(guān)力學(xué)行為，由簡單到復(fù)雜大致分為三部分：

• 流體靜力學(xué) (Hydrostatics)：研究靜止的流體。
  

• 流體運(yùn)動學(xué) (Fluid kinematics)：研究流體運(yùn)動的幾何性質(zhì)，不涉及力。
  

• 流體動力學(xué) (Fluid dynamics)：研究流體運(yùn)動的力學(xué)性質(zhì)。

計算流體力學(xué)云圖

流體力學(xué)有一個最基礎(chǔ)的模型——歐拉在1753年提出的“連續(xù)介質(zhì)模型”，意思就是說流體是連續(xù)的，這樣研究的時候也不需要研究到分子級別，而只是將流體劃分為非常小的“流體微元”，這就與高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)“連續(xù)”不謀而合。

流體的基本性質(zhì)

• 可壓縮性：液體和氣體都是可壓縮的，溫度越高，體積越大（使用體脹系數(shù)表征）；壓強(qiáng)越高，體積越?。ㄊ褂皿w積模量表征）。實際的應(yīng)用中，大多數(shù)液體的可壓縮性非常小，尤其不要求很高的計算精度時，基本都可以忽略。

• 
  

• 粘性：膠水、機(jī)油給人的感覺就是粘粘的，這就是粘性，而實際上，所有流體都有粘性。當(dāng)流體運(yùn)動起來，流體微元之間存在相對的運(yùn)動，這就會在流體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力，阻礙了流動，這就是粘性。粘性的機(jī)理有兩方面：一是流體分子間存在的吸引力，試圖拉著流的快的部分不讓它走；二是流體分子運(yùn)動時互相之間產(chǎn)生撞擊，也阻礙了流動。液體粘性機(jī)理以前者為主，而氣體則以后者為主。

牛頓內(nèi)摩擦定律

定律說，切應(yīng)力等于粘度與速度梯度的乘積，速度差越大，產(chǎn)生的切應(yīng)力也越大。上邊的粘度被稱為動力粘度，單位是厘泊 (cP)，20攝氏度時水的粘度就是1cP。還有一種粘度的表示方式叫做運(yùn)動粘度ν，單位為厘斯托 (cSt)，是一個沒有力學(xué)參數(shù)的量綱，運(yùn)動粘度就是動力粘度除以密度。

粘度受溫度如何影響呢？有意思的是，對于液體與氣體，這個規(guī)律是不同的。對于液體，溫度越高粘度越??；對于氣體則是溫度越高，粘度越大。其實只要根據(jù)上述兩者粘性的機(jī)理去思考，就明白為什么是這樣的了。

有時候在實際應(yīng)用中，我們認(rèn)為粘度不影響分析問題，這時假設(shè)其粘度為0，那么我們稱之為“理想流體”。

流體的類型有許多，如果滿足上述牛頓內(nèi)摩擦定律的，我們稱之為“牛頓流體”，否則為“非牛頓流體”。

普朗特（天津）工程技術(shù)有限公司是自主研發(fā)設(shè)計生產(chǎn)高端的流體力學(xué)實驗設(shè)備，水洞、風(fēng)洞、水槽、金屬蜂窩, 示蹤粒子，竭誠為高校、科研院所和研發(fā)型企業(yè)服務(wù)。

資訊熱線：022-26876727     15620639295