2007年10月3日 星期三

流體力學

流體~空氣、水就是流體
人類生活在流體中卻不自知
但流體運動對於世界萬物的影響是不能忽視的

流體力學則是研究液體、氣體等離子體在平衡與運動時的狀態和規律
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(雖然我看不太懂= =),
有時還用到電動力學的基本定律、物理學、化學的基礎知識。

從黃清哲教授上課中,首先認識到靜力學的浮力規律,
接著Pascal首先闡明了靜止流體中壓力的概念。
然流體質點並非永遠靜止不動的,流體在大自然中無時無刻的運動著,
先人藉著古典力學建立了速度、加速度、力、流場等概念
以及質量﹑動量﹑能量三個守恆定律的奠定之後,使得流體力學更趨向完整。

流體力學中我印象比較深並且較為理解的兩項理論:

Euler採用了連續介質的概念,
把靜力學中壓力的概念推廣到運動流體中,
建立了歐拉方程,正確地用微分方程組描述了無黏流體的運動。
──(沒有方程式編輯器,很多符號打不出來..XD)

Bernoulli從能量守恆出發,研究供水管道中水的流動,
精心地安排了實驗並加以分析,得到了流體定常運動下的流速、壓力、高程的關係
──P+(1/2)(密度*V^2)+rz=const。

以上研究皆在流體無黏滯性的條件之下才適用,
從數學式子可看出流體的黏性的作用力不重要
然而真實得流體質點的黏滯力是不可忽略得,
於是更可怕與偉大的兩位變態學者(Navier and stokes)
建立了黏性流體的基本運動方程
簡稱N-S equation....這個方程式讓大學時代的我吃盡苦頭
「未完」

參考書籍:流體力學講義(黃清哲)

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