流动阻力和能量损失的两种形式

沿程损失与局部损失：

均匀流或渐变流——沿程损失

急变流——局部损失

粘性流体的两种流态

• 层流和紊流
• 雷诺实验

从运动学的角度对有旋流动的流场作进一步的讨论和分析。

从动力学的角度介绍在质量力有势，流体为理想不可压缩的条件下，有关涡通量的保持性定理。

论述势流理论的基本内容，引出不可压缩流体平面流动的流函数概念，重点讨论不可压缩流体平面无旋流动的速度势函数与流函数的关系以及求解势流问题的奇点叠加方法。

有旋流动

有旋流动——旋度不为 0

涡量、涡线、涡管和涡通量

涡量：

对于有旋流动，将流速场的旋度称为涡量，它是流体微团旋转角速度矢量的两倍。涡量场是矢量场。

涡线：

涡线是涡量场的矢量线，是某瞬时对应的流场中的曲线，该瞬时位于涡线上各点对应的涡量都沿着涡线的切向。与流线一样，涡线是与欧拉观点相对应的概念。

运动流体的应力状态

动压强与静压强

• 质量力比表面力搞一个小量——先趋于零
• 因而可以证明$p_n=p_y$

描述流动运动的方法

• 在连续介质假设下，讨论描述流体运动的方法，根据运动要素的特性对流动进行分类
• 本章讨论是纯运动学意义上的，不涉及流动的动力学因素，对理想流体和粘性流体均适用
• 流体相对于固体来说还是较为复杂的
• 无穷多个质点，还有自由度
• 拉格朗日描述、欧拉描述
• 拉格朗日法——质点系法——**研究单个流体质点的运动全过程，记录它们在运动过程中位移的时间历程，通过综合所有质点的运动，构成整个流体的运动。**
• 特点：
  • 在概念上简明易懂，和研究固体质点运动的方法极其相似；
  • 跟踪流体质点的过程中，时间和质点所处空间位置会同时变化，带来数学处理上的困难；
  • 从实用的观点来看，常常并不需要知道每个个别质点的运动细节，这种方法在水力学上很少采用。
• 欧拉法Eular——流场法

• 流体静力学研究流体在静止状态下的受力平衡规律，由平衡条件求静压强分布，并求静水总压力。
• 静止是相对于坐标系而言的，不论相对于惯性系或非惯性系静止的情况，流体质点之间没有相对运动，这意味着粘性将不起作用，所以流体静力学的讨论不需区分流体是实际流体或理想流体。

流体静压强的特性

• 流体静压强的方向沿作用面的内法线方向
  • 静止流体质点间的相互作用以压应力形式体现，压应力即为静压强。静压强只能是垂直并指向作用面，即静压力只能是垂直的压力（流体质点之间没有相对运动不存在切应力）。

病毒传播的流体力学原理

• 勤洗手、多通风、戴口罩
• 流感病毒 0.1$\mu m$
• 咳嗽时，飞沫可以传播 6m 左右
• 咳嗽和喷嚏的飞沫会在1~2m之内掉落到地面，只有较小的水滴会以气溶胶形式停留在空中
• 咳嗽飞沫6m，保持悬浮，最多可悬浮10min
• 喷嚏——形成湍流——最多漂移8m

绪论

流体运动与流体力学

空气、水等都是流体，虽然人生活在流体环境中，人们对流体运动现象却缺乏认识。

• 飞机

  机翼升力来自于上部还是来自于下部？

  • 人们直观印象是空气从下面冲击鸟的翅膀，
  • 机绕流

• 足球，香蕉球与电梯球

  • 物体转动，马格努斯效应
  • 物体高速运动——粗糙区、光滑区