简述流体力学的分支及其主要研究内容

如题所述

第1个回答  2023-10-08

简述流体力学的分支及其主要研究内容如下:

一、流体力学的分支

1、流体静力学:流体静力学或流体静力学是研究静止流体的流体力学分支。它包括对流体在稳定平衡中静止的条件的研究;并与流体动力学形成对比,流体动力学是对运动流体的研究。

2、流体动力学:流体动力学是流体力学的一个分支学科,处理流体流动——液体和气体运动的科学。流体动力学提供了一个系统结构——它是这些实践学科的基础——它包含了从流量测量中得出的经验和半经验法则,用于解决实际问题。

二、研究内容

1、空气动力学:研究空气的流动特性及其对物体的影响。主要关注空气流动的速度、压力分布和阻力等问题,包括翼型气动力学、火箭空气动力学等。

2、水动力学:研究水的流动规律及其对工程和环境的影响,如河流、海洋、湖泊等水体的流动性质。应用方面有河流和海洋工程、水资源管理等。

3、粒子流体力学:研究含有固体颗粒的流体,研究颗粒与流体之间的相互作用、颗粒的运动规律以及流体颗粒混合等问题。应用方面包括粉体输送、颗粒材料的处理等。

4、生物流体力学:研究生物体内液体或气体流动的规律,如血液、气道内的气流等。应用于医学领域,对心血管疾病、呼吸系统等有重要的研究价值。

分支和交叉学科的形成

从20世纪60年代起,流体力学开始了流体力学和其他学科的互相交叉渗透,形成新的交叉学科或边缘学科,如物理-化学流体动力学、磁流体力学等;原来基本上只是定性地描述的问题,逐步得到定量的研究,生物流变学就是一个例子。

以这些理论为基础,20世纪40年代,关于炸药或天然气等介质中发生的爆轰波又形成了新的理论,为研究原子弹、炸药等起爆后,激波在空气或水中的传播,发展了爆炸波理论。

此后,流体力学又发展了许多分支,如高超声速空气动力学、超音速空气动力学、稀薄空气动力学、电磁流体力学、计算流体力学、两相(气液或气固)流等等。

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