Ⅰ 流體力學是什麼樣的一個學科
流體力學
fluid mechanics
主要研究在各種力的作用下,流體本身的狀態,以及流體和固體壁面、流體和流體間、流體與其他運動形態之間的相互作用的力學分支。
流體力學是力學的一個分支,它主要研究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的規律。
流體力學中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎是牛頓運動定律和質量守恆定律,常常還要用到熱力學知識,有時還用到宏觀電動力學的基本定律、本構方程和物理學、化學的基礎知識。
Ⅱ 物理系有哪些專業
物理學的分科簡直太多了,專業也可以說不勝枚舉,這里簡單地介紹一些吧,不過九牛一毛而矣!(以下各分類包括了不同的分類標准,也有部份科目有包含和重疊,有的屬於其它學科但是以物理學的理論體系為理論架構的科目)
1、力學:又分為靜力學、動力學、運動學、材料力學、剛體力學、理論力學、固體物理學、表面物理學、流體力學、流體靜力學、流體動力學、空氣動力學、彈道力學、分子力學、天體力學、恆星天文學、地球物理學、地質力學。。。
2、電學:靜電學、電磁學、模擬電路學、數字電路學、電機學、電動力學。。。
3、熱學:熱學、熱力學(這方面我知道的少)
4、光學:幾何光學、物理光學、光譜學、干涉光學。。。
5、原子物理學:(這方面我知道的也少)
其它方面:超導物理學。。。
Ⅲ 物理流體力學
流體力學屬於物理學。 流體力學是經典物理學中唯一一個沒有解決的難題。由於該學科本身有一定的戰略安全意義,導致先進的流體力學技術還可能保密在實驗室中,大學中所教授的流體力學和一百年前的差不多。
Ⅳ 流體動力學屬於什麼學科
流體動力學(Fluid dynamics)是流體力學的一門子學科。流體動力學研究的對象是運動中的流體(流體指液體和氣體)的狀態與規律。
流體動力學底下的小學科包括有空氣動力學(研究氣體)和 hydrodynamics(研究液體)。
流體動力學有很大的應用,在預測天氣,計算飛機所受的力和力矩,輸油管線中石油的流率等方面.其中的的一些原理甚至運用在交通工程.交通運輸本身被視為一連續流體,解決一個典型的流體動力學問題,需要計算流體的多項特性,包括速度,壓力,密度,溫度.
==流體動力學的方程式==
理想氣體方程式
PV=nRT
P是壓力,V是氣體所佔體積,n是摩爾數,R是 理想氣體常數,T是溫度
Ⅳ 流體力學學什麼
研究內容
基本假設
·連續體假設
物質都由分子構成,盡管分子都是離散分布的,做無規則的熱運動.但理論和實驗都表明,在很小的范圍內,做熱運動的流體分子微團的統計平均值是穩定的.因此可以近似的認為流體是由連續物質構成,其中的溫度,密度,壓力等物理量都是連續分布的標量場.
·質量守恆
質量守恆目的是建立描述流體運動的方程組.歐拉法描述為:流進絕對坐標系中任何閉合曲面內的質量等於從這個曲面流出的質量,這是一個積分方程組,化為微分方程組就是:密度和速度的乘積的散度是零(無散場).用歐拉法描述為:流體微團質量的隨體導數隨時間的變化率為零。
·動量定理
流體力學在微觀是無限大,並且是低速運動,屬於經典力學的范疇。因此動量定理和動量矩定理適用於流體微元。
·應力張量
對流體微元的作用力,主要有表面力和體積力,表面力和體積力分別是力在單位面積和單位體積上的量度,因此它們有界。由於我們在建立流體力學基本方程組的時候考慮的是尺寸很小的流體微元,因此流體微團表面所受的力是尺寸的二階小量,體積力是尺寸的三階小量,故當體積很小時,可以忽略體積力的作用。認為流體微團只是受到表面力(表面應力)的作用。非各向同性的流體中,流體微團位置不同,表面法向不同,所受的應力是不同的,應力是由一個二階張量和曲面法向的內積來描述的,二階應力張量只有三個量是獨立的,因此,只要知道某點三個不同面上的應力,就可確定這個點的應力分布情況。
·粘性假設
流體具有粘性,利用粘性定理可以導出應力張量。
·能量守恆
具體表述為:單位時間內體積力對流體微團做的功加上表面力和流體微團變形速度的乘積等於單位時間內流體微團的內能增量加上流體微團的動能增量
研究范圍
流體是氣體和液體的總稱。在人們的生活和生產活動中隨時隨地都可遇到流體,所以流體力學是與人類日常生活和生產事業密切相關的。大氣和水是最常見的兩種流體,大氣包圍著整個地球,地球表面的70%是水面。大氣運動、海水運動(包括波浪、潮汐、中尺度渦旋、環流等)乃至地球深處熔漿的流動都是流體力學的研究內容。
20世紀初,世界上第一架飛機出現以後,飛機和其他各種飛行器得到迅速發展。20世紀50年代開始的航天飛行,使人類的活動范圍擴展到其他星球和銀河系。航空航天事業的蓬勃發展是同流體力學的分支學科——空氣動力學和氣體動力學的發展緊密相連的。這些學科是流體力學中最活躍、最富有成果的領域。
石油和天然氣的開采,地下水的開發利用,要求人們了解流體在多孔或縫隙介質中的運動,這是流體力學分支之一——滲流力學研究的主要對象。滲流力學還涉及土壤鹽鹼化的防治,化工中的濃縮、分離和多孔過濾,燃燒室的冷卻等技術問題。
燃燒離不開氣體,這是有化學反應和熱能變化的流體力學問題,是物理-化學流體動力學的內容之一。爆炸是猛烈的瞬間能量變化和傳遞過程,涉及氣體動力學,從而形成了爆炸力學。
沙漠遷移、河流泥沙運動、管道中煤粉輸送、化工中氣體催化劑的運動等,都涉及流體中帶有固體顆粒或液體中帶有氣泡等問題,這類問題是多相流體力學研究的范圍。
等離子體是自由電子、帶等量正電荷的離子以及中性粒子的集合體。等離子體在磁場作用下有特殊的運動規律。研究等離子體的運動規律的學科稱為等離子體動力學和電磁流體力學,它們在受控熱核反應、磁流體發電、宇宙氣體運動等方面有廣泛的應用。
風對建築物、橋梁、電纜等的作用使它們承受載荷和激發振動;廢氣和廢水的排放造成環境污染;河床沖刷遷移和海岸遭受侵蝕;研究這些流體本身的運動及其同人類、動植物間的相互作用的學科稱為環境流體力學(其中包括環境空氣動力學、建築空氣動力學)。這是一門涉及經典流體力學、氣象學、海洋學和水力學、結構動力學等的新興邊緣學科。
生物流變學研究人體或其他動植物中有關的流體力學問題,例如血液在血管中的流動,心、肺、腎中的生理流體運動和植物中營養液的輸送。此外,還研究鳥類在空中的飛翔,動物在水中的游動,等等。
因此,流體力學既包含自然科學的基礎理論,又涉及工程技術科學方面的應用。此外,如從流體作用力的角度,則可分為流體靜力學、流體運動學和流體動力學;從對不同「力學模型」的研究來分,則有理想流體動力學、粘性流體動力學、不可壓縮流體動力學、可壓縮流體動力學和非牛頓流體力學等。
研究成果
納維-斯托克斯方程(Navier-Stokes equations),以克勞德-路易·納維(Claude-Louis Navier)和喬治·蓋伯利爾·斯托克斯命名,是一組描述象液體和空氣這樣的流體物質的方程。這些方程建立了流體的粒子動量的改變率(加速度)和作用在液體內部的壓力的變化和耗散粘滯力(類似於摩擦力)以及重力之間的關系。這些粘滯力產生於分子的相互作用,能告訴我們液體有多粘。這樣,納維-斯托克斯方程描述作用於液體任意給定區域的力的動態平衡。
它們是最有用的一組方程之一,因為它們描述了大量對學術和經濟有用的現象的物理過程。它們可以用於建模天氣,洋流,管道中的水流,星系中恆星的運動,翼型周圍的氣流。它們也可以用於飛行器和車輛的設計,血液循環的研究,電站的設計,污染效應的分析,等等。
納維-斯托克斯方程依賴微分方程來描述流體的運動。這些方程,和代數方程不同,不尋求建立所研究的變數(譬如速度和壓力)的關系,而是建立這些量的變化率或通量之間的關系。用數學術語來講,這些變化率對應於變數的導數。這樣,最簡單情況的0粘滯度的理想流體的納維-斯托克斯方程表明加速度(速度的導數,或者說變化率)是和內部壓力的導數成正比的。
這表示對於給定的物理問題的納維-斯托克斯方程的解必須用微積分的幫助才能取得。實用上,只有最簡單的情況才能用這種方法解答,而它們的確切答案是已知的。這些情況通常設計穩定態(流場不隨時間變化)的非湍流,其中流體的粘滯系數很大或者其速度很小(小的雷諾數)。
對於更復雜的情形,例如厄爾尼諾這樣的全球性氣象系統或機翼的升力,納維-斯托克斯方程的解必須藉助計算機。這本身是一個科學領域,稱為計算流體力學。
在解釋納維-斯托克斯方程的細節之前,首先,必須對流體作前文提到的基本假設。第一個是流體是連續的。這強調它不包含形成內部的空隙,例如,溶解的氣體的氣泡,而且它不包含霧狀粒子的聚合。另一個必要的假設是所有涉及到的場,全部是可微的,例如壓強,速度,密度,溫度,等等。
該方程從質量,動量,和能量的守恆的基本原理導出。對此,有時必須考慮一個有限的任意體積,稱為控制體積,在其上這些原理很容易應用。該有限體積記為Ω,而其表面記為?Ω。該控制體積可以在空間中固定,也可能隨著流體運動。這會導致一些特殊的結果。
Ⅵ 物理學是怎麼分類的
按照存在與否:
1、理論物理
2、實際物理
按照研究方向
1、力學
2、光學
3、電磁學
4、運動學
按照需要分類
1、空氣動力學
2、流體動力學
3、導體分子學
等等
Ⅶ 物理學有流體力學嗎
肯定有啦。流體力學是連續介質力學的一門分支,是研究流體(包含氣體及液體)現象以及相關力學行為的科學。