第一章、流体的定义与物理性质1、流体的定义：流体是一种受任何微小的切应力作用时都会产生连续变形的物质。

2、研究方法：现场观测、理论分析、实验研究、数值计算3、连续介质假说，内容：虽然流体是由大量分子组成的非连续介质，但流体力学研究的是流体的宏观机械运动。

可以取到宏观上足够小、微观上足够大的流体微团，从而将流体看成空间上连续的流体质点。

为什么引入：流体力学研究的是流体的宏观机械运动，是流体的宏观特性，即大量分子的平均统计特性。

4、流体的压缩性：流体的体积随压力变化的特性。

压缩系数：单位压力的变化所引起的体积的相对变化量。

压缩系数越大越容易被压缩。

5、膨胀系数：单位温度的变化所引起的体积的相对变化量。

6、当空气的流速等于102m/s时，压缩性忽略不计（看成不可压缩流体）。

7、流体的黏性：指流动流体内部存在内摩擦力的特性，或则说是流体抵抗变形的特性。

温度升高，液体的黏性降低，气体的黏性增加。

液体的黏性由液体分子间的内聚力引起，温度升高，内聚力下降，黏性降低；气体的黏性由气体分子的热运动引起，温度升高，热运动剧烈，黏性升高。

8、牛顿内摩擦定律：h UA Fμτ===dt d y u θμμ＝d d9、气体液体粘性与温度的关系：液体的粘性随温度的升高而降低，因为其分子间作用力减小；气体的粘性随温度的升高而升高，因为气体分子的热运动加强。

10、牛顿流体：遵守牛顿内摩擦定理的流体；反之成为非牛顿流体。

第二章、流体静力学1、作用在流体上的力：表面力（法向应力、切向应力）、质量力表面力：大小与表面面积有关而且作用在流体微团表面上的力。

质量力：流体质点受某力场作用而产生的，它的大小流体的质量成正比。

2、流体静压强：当流体处于静止或相对静止时，流体的压强称为流体静压强。

两个重要的特性：1、流体静压强的作用方向总是沿其作用面的内法线方向；2、在静止流体中任意一点上的压强与作用方位无关，其值均相等。

3、等压面的两个重要特性：1、在平衡的流体中，过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直；2、当两种互不想混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。

4、确定等压面的原则：在重力场中，静止、同种、连续的流体中，水平面是等压面。

5、流体静力学基本方程式：C gp z =+ρ 6、单位重量流体的总势能：单位重量流体的位置势能与压强势能之和。

7、帕斯卡原理：液面压强等值的在流体内部传递的原理。

8、绝对压强=当地大气压+相对大气压相对压强=绝对压强-当地大气压真空度=当地大气压-绝对大气压9、液柱测压计：测压管、U 形管测压计、倾斜微压计、金属压力表、压力传感器10、静止液体对固体表面的作用力：见课件和书本p3511、确定压力体的一般方法：1、取自由液面或其延长线；2、取曲面本身；3、曲面两端向自由液面投影，得到两根投影线；4、以上四根线围出的一个或多个封闭体积。

（曲面两端点向自由液面画垂线，两垂线与自由页面所包围的面积）第三章、流体动力学1、拉格朗日法：它以个别流体质点的运动作为研究的出发点，从而研究整个流体的运动。

沿流体质点运动的轨迹进行跟踪研究2、欧拉法：它以流体流过空间某点时的运动特性作为研究的出发点，从而研究流体在整个空间里的运动情况。

固定在某个空间位置观察由此流过的每个流体质点。

3、欧拉法通过两方面进行描述：1、在空间固定点上流体的各种物理量随时间的变化；2、在相邻的空间点上这些物理量的变化。

4、拉格朗日法通过两个方面来描述流动情况：1、某一运动流体质点的各种物理量随时间的变化；2、相邻质点间这些物理量的变化。

5、若流场中各空间点上的物理量不随时间变化，则称此流动为定常流动；反之，称为非定长流动。

6、根据流动参数与三个空间坐标的关系，将流动分为：一位流动、二维流动、三维流动。

7、流量参数为X 个坐标的函数流动，称为X 维流动。

8、缓变流：流线是平行的直线的流动状态。

迹线：流体质点的运动轨迹。

9、流线微分方程：zy x u z u y u x d d d == 10、流线具有以下性质：1、流线上某点的切线方向与该点处的速度方向一致；2、流线是一条光滑曲线；3、非定长流动时，流线随时间改变；定长流动时则不随时间改变，此时，流线与迹线重合。

11、流管：在流场做一不与流线重合的封闭曲线，则过该曲线上所有点的流线组成的管状表面。

12、流束：流管中的所有流体。

13、总流：管道内的流体总体。

14、流体截面：与微小流束或总流各流线垂直的横截面。

15、湿周:流体与固体接触的长度。

（计算）16、水力半径：有效面积与湿周之比。

水利半径的4倍为水力直径。

17、系统（拉格朗日）：某一确定的流体质点的集合18、系统的特点：1、系统的边界面随流体一起运动，系统体积及边界面的大小和形状都可以随时变化；2、系统的边界面上无质量交换；3、系统的边界面上可以有动量和能量交换；4、系统的边界面上受外界的作用力。

19、控制体（欧拉）：流场中某一确定的空间。

20、连续性方程：V 1A 1=V 2A 221、控制体的特点：a 、控制体的大小、形状不变，并相对于某确定的坐标系位置也不变；b 、控制面上可以质量、动量和能量的交换；c 、控制面上与外界可有作用力。

22、对不可压缩流体的定长流动，由于流体的密度在运动过程中保持不变，故应有：0=++z u y u x u z y x ∂∂∂∂∂∂。

23、动量方程：24、伯努利方程：第四章、相似理论与量纲分析1、相似理论：几何相似、运动相似、动力相似。

2、几何相似：模型与原型中对应线性长度成比例。

3、运动相似：模型和原型中对应点上的速度方向相同，大小成比例。

4、动力相似：模型和原型中对应点上的流体质点所受到的同名力方向相同，大小成比例。

5、牛顿数Ne v l F =22ρ（只考虑作用在流体上的某种单项力）、弗劳德数Fr gl v =2/1)(（重力相似准则）、欧拉数Eu v p =2ρ（压力相似准则）、雷诺数Re =='''==''''ννμρμρvl l v vl lv （黏性力相似准则） 6、相似第一条件：相似的流动属于同一类流动，其为运动微分方程必相同；相似第二准则：单值条件相似（几何、边界、物性、初始）； 相似第三准则：有单值条件中涉及的物理量组成的相似准则数相等。

7、量纲：物理量单位的属性或种类。

8、基本量纲：不能由其他量纲导出、具有独立性的量纲，长度（L ）、时间（T ）、质量（M ）、温度（Θ）。

9、导出量纲：可以通过基本量纲导出的，速度dim v =LT -1、加速度dim a =LT -2、密度dim ρ=ML -3力dim F =MLT -2、压强dim p =ML -1 T -2 、表面张力dim σ=MT -2、体积模量dim K =ML -1 T -2、动力粘度dim μ=ML -1 T -1、运动粘度dim ν=L 2 T -1、比热容dim c p = dim c V =L 2 T -2Θ-1、气体常数dim R =L 2 T -2 Θ-110、π定理和瑞利法（见课本和课件）第五章、黏性流动和水力计算1、2000Re <层流；2000Re >紊流。

2、⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧∂∂+∂∂+∂∂+=∂∂+∂∂+∂∂+=∂∂+∂∂+∂∂+=)(11)(11)(11y x z p f dt dv x z y p f dtdv z y x p f dt dv yz xz zz z z yx zy yy y y zx yx xx x x ττρρττρρττρρ第一项：加速度；第二项：质量力；第三项：表面力；第四项：黏性力3、圆管中流体的层流流动 管轴处：)(420max gh p dld r v x ρμ+-= 平均流速：max 21x v v =（轨迹是抛物面） 4、紊流流动：流体质点相互掺混，作无定向、无规则的运动，运动在时间和空间都是具有随机性质的运动,属于非定常流动。

5、脉动值：某一流动参量的瞬时值与时均值之差，称为该流动参量的脉动值。

6、时均值：在时间间隔 t 内某一流动参量的平均值称为该流动参量的时均值。

7、时均定常流动：空间各点的时均值不随时间改变的紊流流动。

8、δ＞ε，黏性底层完全淹没了管壁的粗糙凸出部分，这时黏性底层以外的紊流区域完全感受不到管壁粗糙度的影响，流体好像在完全光滑的管子中流动一样。

其管道称为水力光滑管。

9、δ＜ε，管壁的粗糙凸出部分有一部分或大部分暴露在紊流区中，这时，流体流过凸出部分将产生漩涡，造成新的能量损失，管壁粗糙度将对紊流流动发生影响，其管道称为水力粗糙管。

10、沿程损失：发生在缓变流整个流程中的能量损失，是由流体的黏性力造成的损失。

沿程损失系数：gv d l h f 22λ= 11、层流区：2320Re <管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响，只与雷诺数有关，Re 64(Re)==f λ，第一过渡区：4000Re 2320<<不稳定区域，可能是层流，也可能是紊流， 水力光滑区：78)(98.26Re 4000εd <<沿程损失系数λ与相对粗糙度无关，而只与雷诺数有关。

第二过渡区：85.0)2(4160Re )(98.2678εd d <<沿程损失系数λ与相对粗糙度和雷诺数有关 阻力平方区：Re )2(416085.0<εd 沿程损失系数λ只与相对粗糙度有关12、局部损失：发生在流动状态急剧变化的急变流中的能量损失，是在管件附近的局部范围内主要由于流体微团的相互碰撞、流体中产生的漩涡等造成的能量损失。

gv h j 22ζ= 13、截面突然变小，5.01≈ζ截面突然变大，11≈ζ14、简单管路：管道的直径和壁面粗糙度沿程不变的一根管子或数根管子串联在一起的管道系统。

15、串联管道：由不同直径或粗糙度的数段管子连接在一起的管道。

特点：通过串联管道各管段的流量相同，而串联管道的损失应等于各管段损失的总和。

16、并联管道：在某处分为几路、在下游某处又汇合成一路的管道。

特点：并联管道的损失等于各分管道的损失，并联管道的总流量等于各分管流量的总和。

17、无收缩。

C a =1对于圆形薄壁小孔口，C q =0.58~0.62,锐缘管嘴，C q=0.8218、水击的用途及危害：在管路上设置空气室在有压输水管道上设调压塔19、外管嘴正常工作的条件：1、作用水头的极限值为9.31m;2、管嘴长度L=（3~4）d.第六章、流体的涡旋流动1、根据流场中每个流体微团的角速度是否为零，可以将流体分为有旋流动和无旋流动，无旋流动又称为有势流动。

2、流体运动比刚体运动都复杂，因为它除了平移和转动外，还有变形运动，包括线变形和角变形。