版权所有,1997 (c) Dale Carnegie & Associates,Inc,
粘性流体力学
一门趣味盎然的学科,
带着神秘的探索色彩
它的基本方法渗透到现代科学的每一个分支,物理
学,粘弹固体力学,电子学
现代控制论,生物工程,
交通管理,人口流动,系统工程
甚至信息流动,宏观微观经济决策,人文科学
cylinder.gif
? 地球物理学岩石板块粘弹性分析的意义
?岩石蠕变物理学
粘性流体力学方法和其他科学融合
? 地震灾害预报
? 中国 2005年地震灾害
死亡人数预报
? 京津唐地区 2700人
宏观微观经济决策
交通管理,
人口流动,
系统工程
甚至信息流动,
耗散结构模型,稳定性模型
粘性流体力学作为一种数理方
法,正在渗透进入现代物理学的
每一个角落工业用途很大
?
电子工业晶体界面受激光作用
焊接技术
粒子喷涂
电子在导体晶格
里面的穿行
CO2激光炮
发功原理
和废气排放
电镀中的
电子流动
粘性流体力学
激光炮的暴轰燃气如何排出？
?
天文，电磁场，量子力学物理创新领域
内容丰富，非常动人 NCAA0015_15.mpeg
? 上个世纪的留言
? 我并不认为,谁可以用令人满意的方式
来解释流体的阻力,这个理论尽管已经
有了相当深的研究和发展,但是还是矛
盾重重,最少在大多数情况下,阻力都
绝对是零,这种奇异的祥谬留给几何学
家吧 ! 阿勒伯特 1768
大物理学家海森堡感叹：,为什么要
有相对论和湍流？”
翻译：既生周俞何生亮？
粘性流体力学虽然属于经典学科但是
它的研究水平关系着高科技竞争
西安飞机公司和德国 MBB公司的合作
M_PC_75
上海 640和美国道格拉斯公司的合作之初美方对我
技术能力提出的要求 MD_80
美国波音公司对我国运 7改型研究的破坏
除了用无粘的办法得到波阻和诱导阻
力以外,计算任何其他阻力都要考虑
粘性的影响
粘性流体力学基本方程和基本关系
? 目的就是研究粘性流动的基本规律
? 然后提出空气动力学基础的完整表达
方法,,让我们回到图 1.31看看知识结构
知识结构图
aerodynamics
A continuum flow B,Low-density and free -molecule flows
C,Viscous flow D,Inviscid flow
E,incompressible
F,compressible
subsonic transonic supersonic hypersonic
Previous D,E,F
Now C,E,F
Numerical solution
Similarly parameters
The Navies-Stokes
equation
Quantitative aspects Qualitative aspects
Viscous flow
Energy equation
Viscosity and thermal l
condition Shear stress
Flow separation
Aerodynamic heating
Laminar and turbulent flow
Qualitative aspects of
viscous Flow
? What is a viscous flow?
? A flow where the effects of
? viscosity,
? thermal conduction
? and mass diffusion are important,
? (in gas with gradients in chemical
species,and not concerned here)
1— 1 流体的粘性定性特性
（ 15。 2）
什么是粘流，有粘性，热传导和扩散的流动
? 扩散对化学反应重要，所以重点在粘性
和传热
Influence of viscosity
? Tangential force per unit area ---
? Shear stress ?
? ? = ?V(n)/?n
Tugging force
<--- Frictional force
V = V(n)
no - slip condition
when n=0,V(0)=0
n
v
sepration
V∞
Surface V=0
粘性阻力主要两部分
Dp 由于分离产生压力差阻力
Df 由于摩擦产生阻力
压力梯度的影响
p1 p2 p3
粘性引起分离，分离区可以看成等效物体，压力合成，
由于分离后部压力变小，产生压差阻力
分离流
不分离
分离不仅增大阻力，而且减小升力,
使飞机失速
阻力产生的损失到哪里去了？
由于摩擦产生了气动热,
这个过程叫做粘性耗散
所有这三个上面提到的问题，都和一个非常
关现象有关,
流动是层流还是湍流
[ (dV/dn)n=0 ] turbulence > [ (dV/dn)n=0 ] laminar
Turbulence
D=Df(摩擦阻力） + Dp（ 压差阻力）
Df>>Dp laminar flow
Dp>>Df Turbulent flow
Transition
region
影响转捩的因素
? 1粗糙度
? 2湍流度
? 3逆压梯度
? 4表面热传导
? 5马赫数
? 雷诺数是关键参数 Re= ∞V ∞ Xcr / ∞
粘性流体力学
一门趣味盎然的学科,
带着神秘的探索色彩
它的基本方法渗透到现代科学的每一个分支,物理
学,粘弹固体力学,电子学
现代控制论,生物工程,
交通管理,人口流动,系统工程
甚至信息流动,宏观微观经济决策,人文科学
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? 地球物理学岩石板块粘弹性分析的意义
?岩石蠕变物理学
粘性流体力学方法和其他科学融合
? 地震灾害预报
? 中国 2005年地震灾害
死亡人数预报
? 京津唐地区 2700人
宏观微观经济决策
交通管理,
人口流动,
系统工程
甚至信息流动,
耗散结构模型,稳定性模型
粘性流体力学作为一种数理方
法,正在渗透进入现代物理学的
每一个角落工业用途很大
?
电子工业晶体界面受激光作用
焊接技术
粒子喷涂
电子在导体晶格
里面的穿行
CO2激光炮
发功原理
和废气排放
电镀中的
电子流动
粘性流体力学
激光炮的暴轰燃气如何排出？
?
天文，电磁场，量子力学物理创新领域
内容丰富，非常动人 NCAA0015_15.mpeg
? 上个世纪的留言
? 我并不认为,谁可以用令人满意的方式
来解释流体的阻力,这个理论尽管已经
有了相当深的研究和发展,但是还是矛
盾重重,最少在大多数情况下,阻力都
绝对是零,这种奇异的祥谬留给几何学
家吧 ! 阿勒伯特 1768
大物理学家海森堡感叹：,为什么要
有相对论和湍流？”
翻译：既生周俞何生亮？
粘性流体力学虽然属于经典学科但是
它的研究水平关系着高科技竞争
西安飞机公司和德国 MBB公司的合作
M_PC_75
上海 640和美国道格拉斯公司的合作之初美方对我
技术能力提出的要求 MD_80
美国波音公司对我国运 7改型研究的破坏
除了用无粘的办法得到波阻和诱导阻
力以外,计算任何其他阻力都要考虑
粘性的影响
粘性流体力学基本方程和基本关系
? 目的就是研究粘性流动的基本规律
? 然后提出空气动力学基础的完整表达
方法,,让我们回到图 1.31看看知识结构
知识结构图
aerodynamics
A continuum flow B,Low-density and free -molecule flows
C,Viscous flow D,Inviscid flow
E,incompressible
F,compressible
subsonic transonic supersonic hypersonic
Previous D,E,F
Now C,E,F
Numerical solution
Similarly parameters
The Navies-Stokes
equation
Quantitative aspects Qualitative aspects
Viscous flow
Energy equation
Viscosity and thermal l
condition Shear stress
Flow separation
Aerodynamic heating
Laminar and turbulent flow
Qualitative aspects of
viscous Flow
? What is a viscous flow?
? A flow where the effects of
? viscosity,
? thermal conduction
? and mass diffusion are important,
? (in gas with gradients in chemical
species,and not concerned here)
1— 1 流体的粘性定性特性
（ 15。 2）
什么是粘流，有粘性，热传导和扩散的流动
? 扩散对化学反应重要，所以重点在粘性
和传热
Influence of viscosity
? Tangential force per unit area ---
? Shear stress ?
? ? = ?V(n)/?n
Tugging force
<--- Frictional force
V = V(n)
no - slip condition
when n=0,V(0)=0
n
v
sepration
V∞
Surface V=0
粘性阻力主要两部分
Dp 由于分离产生压力差阻力
Df 由于摩擦产生阻力
压力梯度的影响
p1 p2 p3
粘性引起分离，分离区可以看成等效物体，压力合成，
由于分离后部压力变小，产生压差阻力
分离流
不分离
分离不仅增大阻力，而且减小升力,
使飞机失速
阻力产生的损失到哪里去了？
由于摩擦产生了气动热,
这个过程叫做粘性耗散
所有这三个上面提到的问题，都和一个非常
关现象有关,
流动是层流还是湍流
[ (dV/dn)n=0 ] turbulence > [ (dV/dn)n=0 ] laminar
Turbulence
D=Df(摩擦阻力） + Dp（ 压差阻力）
Df>>Dp laminar flow
Dp>>Df Turbulent flow
Transition
region
影响转捩的因素
? 1粗糙度
? 2湍流度
? 3逆压梯度
? 4表面热传导
? 5马赫数
? 雷诺数是关键参数 Re= ∞V ∞ Xcr / ∞
