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流体力学,内容一、人类早期的梦想和探索二、早期的流体力学三、十九世纪的流体力学四、二十世纪的流体力学,人类早期的梦想和探索,墨子记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”,人类早期的梦想和探索,阿基米德（Archimedes,BC287BC212）古希腊哲学家、数学家、物理学家。兼力学和物理学的伟大学者，享有“力学之父”的美称。,“假如给我一个支点，我就能撬起地球。”,人类早期的梦想和探索,发现阿基米德定律（浮力原理）；,浮力原理,曹冲（196-208）称象,人类早期的梦想和探索,列奥纳多达芬奇（LeonardoDaVinci,1452-1519）文艺复兴的代表人物之一，是世界文化史上最伟大的人物之一；意大利著名的艺术家、科学家和工程师，航空科学研究的创始人。,DaVinci(1452-1519),萨顿曾指出：“写一部有关他的天才作品的完整研究著作，也就意味着写一部十五世纪科学技术的真正百科全书。”,人类早期的梦想和探索,在许多学科学领域都颇有建树,达芬奇遗留手稿,水利机械,鸟的飞翔原理,早期的流体力学,牛顿（IsaacNewton，1642-1727）英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。得到阻力与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。提出了“牛顿粘性定律”；牛顿并没有建立起流体动力学的理论基础，他提出的许多力学模型和结论同实际情形还有较大的差距。,Newton(1642-1727),早期的流体力学,伯努利（DanielBernoulli，1700-1782）瑞士物理学家、数学家、医学家；著名的伯努利家族中最杰出的一位；被称为“流体力学之父”。,Bernoulli(1700-1782),流体动力学(Hydrodynamica)(1738年出版),伯努利发明的血压测量原理,伯努利血压测量方法优点：血压测量准确；缺点：给病人带来痛苦；,这种测量血压的方法，在伯努利之后仍然应用了达170年之久。,早期的流体力学,伯努利方程1738年伯努利(D.Bernoulli)提出了著名的伯努利方程.流速高处压力低，流速低处压力高。,静压+动压=总压=常数(Staticpressure)(Dynamicpressure)(Totalpressure)(Constant),伯努利方程的应用,机翼升力原理,早期的流体力学,足球场上著名的“贝氏弧线”,早期的流体力学,为什么两艘轮船相离很近前进时容易相撞？,一艘渡船和一艘运输船在巴哈马水域相撞,两船相撞的原理,早期的流体力学,Euler(1707-1783),欧拉（LeonhardEuler，1707-1783）,瑞士数学家和物理学家。数学：第一个使用“函数”，把微积分应用于物理学的先驱者之一；理想流体基本方程欧拉方程（1736）；能被用来研究冲击波。,早期的流体力学,欧拉方程和拉普拉斯（Laplace）方程至今仍空气动力学和水波等理论中应用。,早期的流体力学,达朗贝尔（DAlembertJeanLeRond）法国著名的物理学家、数学家和天文学家；十八世纪为牛顿力学体系的建立作出卓越贡献的科学家之一；提出了波动方程；第一次提出了流体速度和加速度分量的概念。,DAlembert(1717-1783),早期的流体力学,动力学于1743年出版，是达朗贝尔最伟大的物理学著作动力学中阐述了著名的达朗贝尔原理：作用于一个物体的外力与动力的反作用之和等于零即在没有约束时，与牛顿的运动第二定律一致；但这是概念上的变化，有下列重要意义：把动力学问题转化为静力学问题来处理；用于刚体的平面运动时，可利用平面静力学方法，使问题简化；在有约束情况下，用达朗贝尔原理式非常有利；而且为分析力学的创立打下了基础。,早期的流体力学,研究流体的力学研究从牛顿开始，但作为一门学科流体力学，则是18世纪的欧拉，伯努利(Bernoulli)，克莱洛和达朗贝尔打下的基础；欧拉方程和伯努利方程的建立，是流体动力学作为一个分支学科建立的标志，从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。,早期的流体力学,十九世纪的流体力学,Navier(1785-1836),Stokes(1819-1903),纳维（ClaudeLouisNavier,1785-1836）法国工程师和物理学家；建立了流体平衡和运动的基本方程。斯托克斯（1819-1903）英国力学家、数学家；建立粘性流体运动的基本方程组；,十九世纪的流体力学,亥姆霍兹（HermannvonHelmholtz,1821-1894）德国物理学家，生理学家。亥姆霍兹涡量定理（1858）；,Helmholtz(1821-1894),十九世纪的流体力学,开尔文（LordKelvin，18241907)原名威廉汤姆森(WilliamThomson），爱尔兰的数学物理学家、工程师；受勋后的名为凯尔文男爵一世或领主凯尔文(1stBaronKelvin或LordKelvin)；开尔文是热力学的主要奠基人之一，被称为热力学之父。于1848年创立了热力学温标。,Kelvin(1824-1907),十九世纪的流体力学,被称之为“开尔文-赫姆霍兹波浪”的疯狂的云朵,1869年发现Kelvin环量定理（开尔文-赫姆霍兹定理）被用来解释很多重要的流体现象。开尔文-赫姆霍兹不稳定性,十九世纪的流体力学,雷诺（O.Reynolds，1842-1912）；英国力学家、物理学家和工程师；1883年用实验证实了粘性流体的两种流动状态层流和紊流。,Reynolds(1842-1912),雷诺的实验装置,二十世纪的流体力学,1.德国哥廷根学派的创立普朗特（LudwigPrandtl，18751953），德国物理学家，哥廷根大学教授，近代力学奠基人之一；将19世纪末期的水力学和水动力学研究统一起来，被称为“现代流体力学之父”。,L.Prandtl(18751953),二十世纪的流体力学,1904年，普朗特完成他最著名的一篇论文非常小摩擦下的流体流动。在这篇论文中，普朗特首次描述了边界层及其在减阻和流线型设计中的应用，描述了边界层分离，并提出失速概念。由此，创造了边界层理论。,流体边界层,二十世纪的流体力学,我国流体力学研究做出奠基工作的陆士嘉教授也曾是普朗特的学生。陆士嘉教授（1911-1986）北京航空学院的筹建者之一；中国第一个空气动力学专业奠基者。,陆士嘉（1911-1986）,二十世纪的流体力学,20世纪上半叶的哥廷根大学物理学领域的“麦加”在20世纪上半叶创造了“哥廷根诺贝尔奇迹”；45位诺贝尔奖得主曾在哥廷根大学学习、任教或研究；著名校友还包括：德意志帝国的宰相奥托冯俾斯麦；联邦德国前总统里夏德冯魏茨泽克；前总理格哈特施罗德；德国大诗人海涅；童话作家格林兄弟；第一批原子弹制造者罗伯特奥本海默；金融家约翰皮尔蒙特摩根；哲学家亚瑟叔本华，也曾求学于哥廷根；,哥廷根大学,二十世纪的流体力学,2.美国的崛起冯卡门（T.vonKrmn，1881-1963），匈牙利犹太人。提出“卡门涡街”理论、建立“湍流”概念；我国著名科学家钱学森博士的导师；“全世界闻名的工程力学和航空技术权威”；美国国家科学勋章的首位获得者。,T.vonKrmn(1881-1963),二十世纪的流体力学,1946年，冯卡门提出跨声速相似律；,可压缩空气动力学理论体系,跨声速相似律（冯卡门）,亚声速相似律（普朗特）,高超声速相似律（钱学森）,超声速相似律（阿克莱）,二十世纪的流体力学,1946年10月，题为超声速空气动力学的理论和应用的重要演讲，向人们宣告了超声速时代即将到来。他对航空航天技术的发展有过很多重要的预见，后来都一一成为现实，例如超声速飞行、远程导弹、全天候飞行、卫星,二十世纪的流体力学,泰勒对力学的贡献对大气湍流和湍流扩散作了研究(1915,1921,1932)；得出同轴两转动圆轴间流动的失稳条件(1923)；在研究原子弹爆炸中提出强爆炸的自模拟理论(1946,1950)；指出在液滴中起主要作用的是而不是粘性力(1959)。1974年的流体力学综述年刊,Thankyou！,6#201B全体成员,
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