流體力學的理論分析方法

㈠ 關於流體力學的計算公式和水下投射物的理論

流體力學包括靜力學和動力學
一、流體靜力學基本方程
（一）流體靜力學基本方程推導：
1、重力：大小F
=
A（Z1-
Z2）ρg
方向向下
2、作用在上表面的壓力：大小F1
=
P1
A
方向向下
3、作用在下表面的壓力：大小F2
=
P2
A
方向向上
F+
F1+
F2
=
0
P2
=
P1
+（Z1-
Z2）ρg
……①
若將液體柱向上移至液面，而液面上方壓強為p0，液體柱高度差Z1-
Z2
=h，h下表面距液面的深度，則可將上式改寫為：
P2=
P0
+hρg……②
P2=
hρg……③
①②③式都是靜力學基本方程。
二、流體動力學—伯努利方程
柏努利方程推導的思路是：從解決流體流動問題的實際需要出發，採用逐步簡化的方法：流動系統的總能量衡算（包括內能和熱能）-→流動系統的機械能衡算-→不可壓縮流體定態流動的機械能衡算。
（一）柏努利方程的推導
衡算范圍：
衡算基準：
基準水平面：
⒈流動流體所具有的能量J/kg
⒉能量守恆定律
根據熱力學第一定律，1kg流體為基準的連續定態流動系統的能量衡算式為：
Z1g
+u12/2+p1/
ρ
+We
=
Z2g
+u22/2+p2/
ρ
+Σhf
（1-19）
式中，v
――流體的比容，m3/kg
式（1-19）與式（1-19a）即定態流動過程的總能量衡算式，也是流動系統熱力學第一定律表達式。
注意理解靜壓能（pv）的概念：為把1kg流體送入系統所需要的功，又稱流動功。

㈡ 流體力學的研究方法大體上有哪三種

理論分析，數值模擬和實驗研究，一般上來說，也就是這三種方法了！這三種也無所謂哪個比哪個更重要，都是互相支撐，相輔相成的！

㈢ 流體力學三大方程是什麼適用條件是什麼

一、流體力學之流體動力學三大方程分別指：

1、連續性方程——依據質量守恆定律推導得出。

2、能量方程（又稱伯努利方程）——依據能量守恆定律推導得出。

3、動量方程——依據動量守恆定律（牛頓第二定律）推導得出的。

二、適用條件：

流體力學是連續介質力學的一門分支，是研究流體(包含氣體，液體以及等離子態)現象以及相關力學行為的科學納維-斯托克斯方程基於牛頓第二定律，表示流體運動與作用於流體上的力的相互關系。納維-斯托克斯方程是非線性微分方程。

其中包含流體的運動速度，壓強，密度，粘度，溫度等變數，而這些都是空間位置和時間的函數。一般來說，對於一般的流體運動學問題。

需要同時將納維-斯托克斯方程結合質量守恆、能量守恆，熱力學方程以及介質的材料性質，一同求解。由於其復雜性，通常只有通過給定邊界條件下，通過計算機數值計算的方式才可以求解。

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流體力學的發展歷程：

流體力學是在人類同自然界作斗爭和在生產實踐中逐步發展起來的。中國有大禹治水疏通江河的傳說。秦朝李冰父子（公元前3世紀）領導勞動人民修建了都江堰，至今還在發揮作用。大約與此同時，羅馬人建成了大規模的供水管道系統。

對流體力學學科的形成作出貢獻的首先是古希臘的阿基米德。他建立了包括物體浮力定理和浮體穩定性在內的液體平衡理論，奠定了流體靜力學的基礎。此後千餘年間，流體力學沒有重大發展。

15世紀義大利達·芬奇的著作才談到水波、管流、水力機械、鳥的飛翔原理等問題。

17世紀，帕斯卡闡明了靜止流體中壓力的概念。但流體力學尤其是流體動力學作為一門嚴密的科學，卻是隨著經典力學建立了速度、加速度，力、流場等概念，以及質量、動量、能量三個守恆定律的奠定之後才逐步形成的。

㈣ 地球流體力學的研究方法

地球流體力學同大氣動力學或海洋動力學之間並無明確的界限。一般說，地球流體力學研究的對象較廣並側重一般規律，主要任務是建立由自然界流體運動抽象出來的模式和研究如何抽象的方法。而對大氣運動和海洋運動的具體形態的研究則分別屬於大氣動力學和海洋動力學的范圍。
地球流體力學的研究方法有理論分析法、模擬實驗法和數值試驗法。理論分析法是通用的。模擬實驗法對研究地球流體運動的機理很有用，但難於在實驗室中復制大氣運動和海洋運動，因為不可能同時滿足眾多的相似條件。數值試驗法起著愈來愈重要的作用，因為自然界流體運動中各種現象往往同時並存，起作用的因子很多，機制極其復雜，非做數值計算難於得到較精確的結果。此外，實地觀測雖也是認識自然界流體運動的基該方法，但它屬於氣象學和海洋學的范圍，不包括在地球流體力學之中。

㈤ 流體力學力學模型意義

流體力學力學模型的意義：

1、連續介質模型：連續介質假設將流體區域看成由流體質點連續組成，占滿空間而沒有間隙，其物理特性和運動要素在空間是連續分布的。從而使微觀運動的不均勻性、離散性、無規律性與宏觀運動的均勻性、連續性、規律性達到了和諧的統一。

連續介質假說的目的：將微觀不連續的流體當作連續介質處理後，其物理量在流場中就是連續分布的，這樣，不僅理論分析中可以運用數學這一強有力的工具，也為試驗研究提供了可能。

2、無粘性流體模型：流體是有粘性的，粘性流體運動時，由於粘性在流體內部形成流速梯度，流體質點間發生摩擦、碰撞引起能量損失，流體粘性的存在給研究流體的運動帶來非常大的不便。

為了便於研究，抓住主要矛盾，由澆入深，在研究流體運動規律時，先忽略流體的粘性，把流體假定為無粘性，流體運動時，流體質點間沒有摩擦力，從而沒有能量損失，這種假想的流體稱為理想流體。

3、不可壓縮流體模型：實際流體都有一定的彈性，流體受到壓力作用時，分子間距離減小，宏觀體積減小，寬度增大，除去外力後能恢復原狀，這種性質稱為壓縮性（彈性）。

對於一定的流體，當壓力變化不時太大時，流體密度的變化可忽略不變，可認為這種江體是不可壓縮的流體。這給研究流體運動帶來極大方便。

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流體力學的現場觀測：

對自然界固有的流動現象或已有工程的全尺寸流動現象，利用各種儀器進行系統觀測，從而總結出流體運動的規律並藉以預測流動現象的演變。

過去對天氣的觀測和預報，基本上就是這樣進行的。但現場流動現象的發生不能控制，發生條件幾乎不可能完全重復出現，影響到對流動現象和規律的研究；現場觀測還要花費大量物力、財力和人力。因此，人們建立實驗室，使這些現象能在可以控制的條件下出現，以便於觀察和研究。

流體力學的實驗室模擬：

在實驗室內，流動現象可以在短得多的時間內和小得多的空間中多次重復出現，可以對多種參量進行隔離並系統地改變實驗參量。在實驗室內，人們也可以造成自然界很少遇到的特殊情況（如高溫、高壓），可以使原來無法看到的現象顯示出來。

現場觀測常常是對已有事物、已有工程的觀測，而實驗室模擬卻可以對還沒有出現的事物、沒有發生的現象（如待設計的工程、機械等）進行觀察，使之得到改進。因此，實驗室模擬是研究流體力學的重要方法。

要使實驗數據與現場觀測結果相符，必須使流動相似條件（見相似律）完全得到滿足。不過對縮尺模型來說，某些相似准數如雷諾數和弗勞德數不易同時滿足，某些工程問題的大雷諾數也難以達到。所以在實驗室中，通常是針對具體問題，盡量滿足某些主要相似條件和參數，然後通過現場觀測驗證或校正實驗結果。

㈥ 流體力學的研究方法有哪些

理論方法：建數學模型，簡化求解
數值方法：由基本方程出發，進行數值求解
實驗方法：通過觀察，測量，了解規律和數據。

㈦ 1. 流體力學的分類方式有哪些，每種分類方式中又是如何劃分的 2. 流體力學的研究方法分為哪幾種

1、
1）以作用力分類
流體靜力學、流體運動學、流體動力學
2）以力學模型分類
理想流體力學，黏性流體力學、非牛頓流體力學、不可壓縮流體動力學、可壓縮流體動力學等
2、
研究方法可分為現場觀測、實驗室模擬、理論分析、數值計算四種

㈧ 流體力學具體研究什麼

流體力學是力學的一個分支，它主要研究流體本身的靜止狀態和運動狀態，以及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動的規律。

流體力學中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎是牛頓運動定律和質量守恆定律，常常還要用到熱力學知識，有時還用到宏觀電動力學的基本定律、本構方程和物理學、化學的基礎知識。

古希臘的阿基米德最早建立了包括物理浮力定律和浮體穩定性在內的液體平衡理論，奠定了流體靜力學的基礎。

流體力學現已成為基礎科學體系的一部分，在工業、農業、交通、天文、地學、生物學、醫學等方面都有廣泛的應用。

㈨ 流體力學的研究方法

可以分為現場觀測、實驗室模擬、理論分析、數值計算四個方面： 根據流體運動的普遍規律如質量守恆、動量守恆、能量守恆等，利用數學分析的手段，研究流體的運動，解釋已知的現象，預測可能發生的結果。理論分析的步驟大致如下：
①建立「力學模型」
一般做法是：針對實際流體的力學問題，分析其中的各種矛盾並抓住主要方面，對問題進行簡化而建立反映問題本質的「力學模型」。流體力學中最常用的基本模型有：連續介質（見連續介質假設）、牛頓流體、不可壓縮流體、理想流體（見粘性流體）、平面流動等。
②建立控制方程
針對流體運動的特點，用數學語言將質量守恆、動量守恆、能量守恆等定律表達出來，從而得到連續性方程、動量方程和能量方程。此外，還要加上某些聯系流動參量的關系式（例如狀態方程），或者其他方程。這些方程合在一起稱為流體力學基本方程組。流體運動在空間和時間上常有一定的限制，因此，應給出邊界條件和初始條件。整個流動問題的數學模式就是建立起封閉的、流動參量必須滿足的方程組，並給出恰當的邊界條件和初始條件。
③求解方程組
在給定的邊界條件和初始條件下，利用數學方法，求方程組的解。由於這方程組是非線性的偏微分方程組，難以求得解析解，必須加以簡化，這就是前面所說的建立力學模型的原因之一。力學家經過多年努力，創造出許多數學方法或技巧來解這些方程組（主要是簡化了的方程組），得到一些解析解。
④對解進行分析解釋
求出方程組的解後，結合具體流動，解釋這些解的物理含義和流動機理。通常還要將這些理論結果同實驗結果進行比較，以確定所得解的准確程度和力學模型的適用范圍。 前面提到的採用簡化模型後的方程組或封閉的流體力學基本方程組用數值方法求解。電子計算機的出現和發展，使許多原來無法用理論分析求解的復雜流體力學問題有了求得數值解的可能性。數值方法可以部分或完全代替某些實驗，節省實驗費用。數值計算方法最近發展很快，其重要性與日俱增。
四種研究方法之間的關系：
解決流體力學問題時，現場觀測、實驗室模擬、理論分析和數值計算幾方面是相輔相成的。實驗需要理論指導，才能從分散的、表面上無聯系的現象和實驗數據中得出規律性的結論。反之，理論分析和數值計算也要依靠現場觀測和實驗室模擬給出物理圖案或數據以建立流動的力學模型和數學模式；最後，還須依靠實驗來檢驗這些模型和模式的完善程度。此外，實際流動往往異常復雜（例如湍流），理論分析和數值計算會遇到巨大的數學和計算方面的困難，得不到具體結果，只能通過現場觀測和實驗室模擬進行研究。