大學哪個專業裡包含流體力學
大學哪個專業裡包含流體力學的答案是:航空;航海;土木;市政;環境;地質;給排水;冶金;氣象;石油等
力學的一個分支,主要研究在各種力的作用下,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規律。
流體力學是在人類同自然界作鬥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,帕斯卡闡明瞭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。
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,還要加上某些聯絡流動參量的關係式(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,以確定所得解的準確程度和力學模型的適用範圍。
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