流体力学
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| 連續介質力學 | ||||||||
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入門、數學表述
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流体力学是連續介質力學的一门分支，是研究流体（包含氣體及液體）现象以及相关力学行为的科学。可按研究对象的运动方式分为流體靜力學和流體動力學，还可按应用范围分为水力学，空气动力学等等。理论流体力学的基本方程是纳维-斯托克斯方程，简称N-S方程。
纳维-斯托克斯方程由一些微分方程组成，通常只有通过一些边界条件或者通过数值计算的方式才可以求解。它包含速度
、压强p、密度ρ、黏度η，和温度T等变量，而这些都是位置(x,y,z) 和时间t的函数。通过质量守恒、能量守恒和动量守恒，以及热力学方程 f(ρ,p,T)和介质的材料性质我们可以确定这些变量。
目录 |
[编辑] 和連續介質力學的關係
以下是流体力学和連續介質力學的關係
| 連續介質力學：研究連續介質的物理學 | 固體力學：研究固體連續介質（不受力時有固定的形狀）的物理學 | 彈性理論：其固體在受到應力作用後，會恢復原來的形狀 | |
| 塑性理論：固體在受到相當大的應力後，產生的永久變形 | 流變學：研究在外力作用下，物體的變形和流動 | ||
| 流体力学：研究流體連續介質（其形狀隨容器而變化）的物理學 | 非牛頓流體 | ||
| 牛頓流體 | |||
[编辑] 流體力學的基本假設
流體力學有一些基本假設，基本假設以方程式的形式表示。例如，在三維的不可壓縮流體中，質量守恆的假設的方程式如下：在任意閉曲面（例如球體）中，由曲面進入閉曲面內的質量速率，需和由曲面離開閉曲面內的質量速率相等。（換句話說，曲面內的質量為定值，曲面外的質量也是定值）以上方程式可以用曲面上的積分式表示。
流體力學假設所有流體滿足以下的假設：
在流體力學中常會假設流體是不可壓縮流體，也就是流體的密度為一定值。液體可以算是不可壓縮流體，氣體則不是。有時也會假設流體的黏度為零，此時流體即為非黏性流體。氣體常常可視為非黏性流體。若流體黏度不為零，而且流體被容器包圍（如管子），則在邊界處流體的速度為零。
[编辑] 流体力学的分支
[编辑] 流體靜力學
- 靜態液體的壓力分佈
- 容器壁的受力
- 自由表面的形成
- 靜浮力
- 浮力定律
- 浮動物體的穩定性考慮
- 不可壓縮流體內的壓力變化
- 靜態可壓縮流體的壓力隨高度之變化
- 標準的大氣
- 使被侷限流體保持靜態的表面力效應
- 靜態不可壓縮流體之潛浸表面上的液體靜態作用力
- 力作用於平面上的問題
- 潛浸曲面上之流體靜態作用力
