本文精要解析了流體力學的基本概念，了解這些基本概念就可以說對流體力學的入門知識基本掌握了。

流體的概念與固體相對應，指可以流動的物體，包括液體和氣體。流體力學 (Fluid mechanics) 是力學的一門分支，研究流體現(xiàn)象及相關力學行為，由簡單到復雜大致分為三部分：

• 流體靜力學 (Hydrostatics)：研究靜止的流體。
  

• 流體運動學 (Fluid kinematics)：研究流體運動的幾何性質(zhì)，不涉及力。
  

• 流體動力學 (Fluid dynamics)：研究流體運動的力學性質(zhì)。

計算流體力學云圖

流體力學有一個最基礎的模型——歐拉在1753年提出的“連續(xù)介質(zhì)模型”，意思就是說流體是連續(xù)的，這樣研究的時候也不需要研究到分子級別，而只是將流體劃分為非常小的“流體微元”，這就與高等數(shù)學的基礎“連續(xù)”不謀而合。

流體的基本性質(zhì)

• 可壓縮性：液體和氣體都是可壓縮的，溫度越高，體積越大（使用體脹系數(shù)表征）；壓強越高，體積越?。ㄊ褂皿w積模量表征）。實際的應用中，大多數(shù)液體的可壓縮性非常小，尤其不要求很高的計算精度時，基本都可以忽略。

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• 粘性：膠水、機油給人的感覺就是粘粘的，這就是粘性，而實際上，所有流體都有粘性。當流體運動起來，流體微元之間存在相對的運動，這就會在流體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力，阻礙了流動，這就是粘性。粘性的機理有兩方面：一是流體分子間存在的吸引力，試圖拉著流的快的部分不讓它走；二是流體分子運動時互相之間產(chǎn)生撞擊，也阻礙了流動。液體粘性機理以前者為主，而氣體則以后者為主。

牛頓內(nèi)摩擦定律

定律說，切應力等于粘度與速度梯度的乘積，速度差越大，產(chǎn)生的切應力也越大。上邊的粘度被稱為動力粘度，單位是厘泊 (cP)，20攝氏度時水的粘度就是1cP。還有一種粘度的表示方式叫做運動粘度ν，單位為厘斯托 (cSt)，是一個沒有力學參數(shù)的量綱，運動粘度就是動力粘度除以密度。

粘度受溫度如何影響呢？有意思的是，對于液體與氣體，這個規(guī)律是不同的。對于液體，溫度越高粘度越??；對于氣體則是溫度越高，粘度越大。其實只要根據(jù)上述兩者粘性的機理去思考，就明白為什么是這樣的了。

有時候在實際應用中，我們認為粘度不影響分析問題，這時假設其粘度為0，那么我們稱之為“理想流體”。

流體的類型有許多，如果滿足上述牛頓內(nèi)摩擦定律的，我們稱之為“牛頓流體”，否則為“非牛頓流體”。

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