流体力学教学课件

流体力学教学课件欢迎来到流体力学课程！本课程将带领学生探索流体行为的基本原理和应用，从基础概念到高级理论，全面深入地理解流体力学在现代工程与科学中的重要作用本课程共分为12章，包括流体的物理性质、流体静力学、流体动力学、相似理论、管流、不可压缩理想流体、粘性流体动力学、边界层理论、渗流、两相流动、气体射流等内容，通过理论学习与案例分析相结合的方式，帮助学生建立扎实的流体力学基础第一章流体及其基本物理性质流体的定义与分类流体是一种在外力作用下能够连续变形的物质，主要包括•液体具有确定体积但无固定形状的流体，如水、油、血液等•气体既无确定体积也无固定形状的流体，如空气、天然气等•等离子体高温下气体电离形成的导电流体，如太阳风、核聚变等流体的基本物理性质流体的物理性质决定了其流动行为和力学特性•密度ρ单位体积的质量，影响惯性和重力作用•粘度μ流体内部分子间的摩擦力，决定流动阻力•表面张力σ液体表面分子间的内聚力，产生表面现象•压缩性体积随压力变化的程度，气体显著，液体较小物理性质的测量与影响密度测量与单位粘度概念与测量密度ρ是单位体积的质量，国际单位为kg/m³测量方法包括粘度表征流体的粘稠程度，分为•直接法已知体积，测量质量计算•动力粘度μ单位为Pa·s，表示流体内部摩擦力•浮力法利用阿基米德原理•运动粘度νν=μ/ρ，单位为m²/s，常用于工程计算•比重计基于浮力原理的专用仪器测量方法•振动法利用U型管振动频率变化•毛细管粘度计测量流体通过细管的时间相对密度与标准物质通常为4°C纯水的密度比值，无量纲•旋转粘度计测量旋转扭矩确定粘度•落球法测量球体在流体中的下落速度温度压力对物性的影响流体物性随环境条件变化显著•温度影响•液体密度随温度升高而减小•气体密度遵循理想气体定律变化•液体粘度随温度升高而降低•气体粘度随温度升高而增加•压力影响•液体密度随压力增加略微增大•气体密度与压力近似成正比•极高压下液体粘度显著增加第二章流体静力学基础静压的基本概念流体静力学研究静止流体中的压力分布规律及其作用力在静止流体中•压力单位面积上的垂直作用力，单位为PaN/m²•静压力在各个方向上大小相等•压强随深度线性增加p=p₀+ρgh帕斯卡定律帕斯卡定律是流体静力学的基本定律之一静止流体中任一点的压强变化，将毫无损失地传递到流体中的各个方向这一原理是液压系统的理论基础其中，p为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为深度压力梯度与液柱压力在重力场中，静止流体的压力沿垂直方向形成梯度液柱压力公式是工程中最常用的静压计算公式其中，p₀为表面压力如大气压，h为液面以下的深度工程应用流体静力学在工程中有广泛应用流体静力学案例与应用堤坝与水库压力分析水坝承受的静水压力是设计中的关键考量因素•压力随深度线性增加，底部压力最大•总压力计算F=ρgH²W/2，其中H为水深，W为坝宽•压力中心位于水深的2/3处•坝体需承受水平压力及可能的上浮力三峡大坝面临的最大水压约为10MPa，相当于每平方米承受1000吨力浮力与阿基米德原理阿基米德原理浸入流体中的物体所受浮力等于排开流体的重力实际应用•船舶设计计算载重能力•潜水艇通过调节浮力实现上浮下潜•热气球利用密度差产生浮力•比重计基于浮力原理测量液体密度现代大型货轮可排水10万吨以上，浮力使其能承载巨大货物液压系统工程应用液压系统基于帕斯卡定律，将小面积上的力放大典型应用•液压千斤顶举升重物•液压制动系统汽车刹车•工程机械推土机、挖掘机•飞机控制系统操纵面控制现代挖掘机液压系统工作压力可达35MPa，能产生几十吨的作用力流体静力学的应用遍布我们的日常生活和工业生产从简单的水龙头到复杂的水电站，从家用液压工具到航空航天控制系统，都基于静水压力原理工程师必须精确计算静压力大小、分布和作用点，才能确保结构安全和系统高效运行第三章流体动力学基础流体动力学基本概念流体动力学研究流体运动的规律，是理解各类流动现象的基础在运动流体中•速度场描述流体中各点速度的分布•流线与速度场相切的曲线•迹线特定流体质点的运动轨迹•流管由一束流线围成的管状区域牛顿第二定律在流体中的应用与固体力学类似，流体动力学也基于牛顿运动定律，但需考虑流体的连续变形特性其中，左侧表示质点加速度乘以密度，右侧包括重力、压力梯度和粘性力第四章相似理论与量纲分析量纲分析基本原理量纲分析是研究物理量之间关系的强大工具，基于以下原理•量纲齐次原理物理方程两边量纲必须相同•π定理n个变量，m个基本量纲，可形成n-m个无量纲组合•基本量纲长度[L]、质量[M]、时间[T]、温度[θ]等重要无量纲数量纲分析的步骤

1.确定问题中的所有相关物理量无量纲数定义物理意义

2.列出各物理量的量纲

3.应用π定理构造无量纲数雷诺数ReρvL/μ惯性力/粘性力

4.建立无量纲关系式弗劳德数Fr v/√gL惯性力/重力韦伯数Weρv²L/σ惯性力/表面张力马赫数Ma v/c流速/声速欧拉数EuΔp/ρv²压力力/惯性力相似理论基础相似理论是模型实验的理论基础，包括•几何相似模型与原型形状相似，各对应线度之比相等•运动相似对应点速度矢量之比相等，流线形状相同•动力相似对应点力的比值相等•完全相似同时满足几何、运动和动力相似相似理论与量纲分析是流体力学研究中不可或缺的工具通过模型实验和相似原理，工程师可以在较小尺度上预测大型工程结构的流体行为，节约成本并降低风险然而，由于无法同时满足所有无量纲参数相等的要求，实际模型试验常常需要确定主要控制参数，并进行适当的缩尺修正相似理论工程应用水利工程物理模型水利工程中的物理模型试验是验证设计的重要手段•大坝泄洪模型通常采用弗劳德相似准则•缩尺比例一般为1:50-1:100•测量参数流速分布、压力分布、水位变化•评估指标泄洪能力、消能效果、冲刷情况三峡大坝的物理模型实验对确保工程安全起到了关键作用，通过多轮优化设计，最终确定了有效的泄洪和消能方案航空航天风洞实验风洞实验是航空航天设计中不可或缺的环节•相似准则•低速雷诺数相似•高速马赫数相似•超音速激波相似•测量参数升力、阻力、侧向力、压力分布•特殊技术烟线可视化、压敏漆、PIV测速中国的FL-62风洞可模拟10倍音速流动，为高超音速飞行器设计提供了关键试验平台桥梁水流冲刷模拟桥梁水下基础的冲刷问题是安全隐患，需通过模型试验评估•相似准则•弗劳德数相似保证流动模式•沉积物运动相似临界起动参数•缩尺比例通常为1:25-1:50•床沙选择根据相似准则缩小粒径•冲刷评估测量最大冲刷深度、范围和时间发展通过模型试验，可以预测桥墩周围的冲刷深度，设计适当的防护措施，如护底、导流结构等相似理论虽然为工程实践提供了强大工具，但也存在一定局限性例如，在进行小比例模型试验时，难以同时满足雷诺数和弗劳德数相似；而且表面张力、空气阻力等效应在模型中可能被放大因此，现代工程设计通常将物理模型试验与数值模拟相结合，取长补短，提高预测精度第五章管流基础层流与湍流的基本特性管流是工程中最常见的流动形式，根据流动状态可分为•层流•流体质点沿平行流线运动•各层之间无混合，只有分子扩散•速度分布为抛物线形•压力损失与流速成正比•湍流•流体质点作无规则脉动•强烈的横向混合•速度分布较为平坦•压力损失与流速的平方成正比雷诺数与流动转捩雷诺数是判断管流状态的关键参数其中，v为平均流速，D为管道直径，ν为运动粘度•Re2300层流•2300Re4000过渡区域•Re4000湍流雷诺实验通过在水流中注入染色线，观察不同流速下的流动状态，首次确定了临界雷诺数速度分布与压力梯度管道中的速度分布•层流ur=umax[1-r/R²]，中心最大速度为平均速度的2倍•湍流近似遵循1/7幂律，中心最大速度约为平均速度的

1.2倍管道流阻与能耗达西-魏斯巴赫公式局部损失达西-魏斯巴赫公式是计算管道沿程压力损失的基本公式局部损失发生在管道中的各种部件和异形断面处其中常见局部损失系数ξ•hf沿程水头损失m管件类型损失系数范围•f摩擦系数，与雷诺数和相对粗糙度有关•L管道长度m90°弯头

0.2-

1.5•D管道直径m闸阀全开

0.1-

0.3•v平均流速m/s摩擦系数的确定球阀全开

0.05-

0.1•层流f=64/Re突然扩大1-A₁/A₂²•湍流可通过莫迪图或柯尔布鲁克公式确定突然收缩

0.4-

0.5在复杂管网中，局部损失可能占总损失的30%以上系统能耗评估实际管路系统的能耗分析基于能量方程系统能耗评估要点•确定系统特性曲线H=fQ•选择合适的泵泵特性曲线与系统曲线匹配•计算输送功率P=ρgQH/η•能效优化管径选择、路径规划、并联/串联配置合理的管网设计可降低50%以上的能耗，节约大量运行成本管道流阻计算是工程设计中的关键环节对于复杂管网，必须考虑各种因素对能耗的影响，包括管道材料、壁面粗糙度、流速选择、管径配置等在长距离输送系统中，能耗直接关系到运行成本，因此优化设计显得尤为重要管流实验与案例实验室管道流动实验管流实验是流体力学教学和研究的基础，典型实验包括•雷诺实验观察层流-湍流转捩•摩擦系数测定测量不同流速下的压力损失•局部损失系数测定测量各类管件的压降•速度分布测量使用皮托管或热线风速计城市供水输配分析城市供水系统是管网应用的典型案例•系统组成水源、水厂、泵站、管网、水塔•设计考量•流量需求满足高峰期用水量•压力要求确保终端用户有足够水压•管网布局环状+树状结构，提高可靠性•经济性管径优化，降低投资和运行成本•水锤防护安装缓冲设备，防止压力冲击桥梁过水管道设计桥梁过水管道面临的特殊挑战•温度变化考虑热胀冷缩，设置补偿器•振动影响设计减振支架，避免共振•防冻保护寒冷地区需保温或伴热•维护考量预留检修通道和阀门管流实验装置通常包括透明管段、流量控制阀、压力测量点和流量计，能够直观展示流动现象并测量关键参数第六章不可压缩理想流体的无旋运动理想流体的基本假设理想流体是流体力学中的一种理论模型，具有以下特性•不可压缩密度不随压力变化•无粘性内部无剪切应力•均质物理性质均匀分布•无旋流体质点不自转虽然实际流体都具有粘性，但在高雷诺数流动中，粘性效应常限于薄边界层内，大部分流场可近似为无粘流动柏努利方程柏努利方程是理想流体无旋流动的能量守恒表达式或写成水头形式柏努利方程适用条件•稳定流动•不可压缩流体•无粘性流体•沿流线应用流线与等势线理想流体的流动可以用流线和等势线描述•流线与速度场相切的曲线，流体质点沿流线运动•等势线速度势相等的点连成的线，与流线正交•流管由一束流线围成的管状区域，可视为流动的管道理想流体与实际流体的差异理想流体模型的局限性•无法描述粘性效应•边界层现象•流动分离•尾迹形成•不能预测能量损失•存在理论悖论如达朗贝尔悖论理想流体中物体无阻力柏努利方程工程案例飞机机翼升力原理柏努利方程可以解释飞机机翼产生升力的原理•机翼上表面气流速度大于下表面•根据柏努利方程，速度大的地方压力小•上表面压力小于下表面压力，产生向上的压力差•这个压力差乘以机翼面积即为升力其中，S为机翼面积，CL为升力系数，由机翼剖面形状决定现代客机巡航时，单位面积上的升力可达几千牛顿每平方米喷泉与虹吸管现象柏努利方程可以解释多种日常现象•喷泉原理•水从高处下落，动能转化为压力能•压力能再转化为动能，形成高速喷流•理想情况下，喷流高度可达原水位•虹吸管原理•管内形成连续水柱，上部产生负压•大气压力推动低处水体上升•可以将水从低处输送到更低处，越过中间障碍世界上最高的喷泉位于沙特阿拉伯的吉达，喷高可达312米应用条件与局限性柏努利方程在工程应用中的注意事项•适用条件•低速流动Ma

0.3，可视为不可压缩•高雷诺数流动，粘性效应可忽略•稳定流动，无显著时间变化•常见修正•速度系数考虑实际流速与理论值差异•流量系数补偿测量装置中的能量损失•添加能量损失项hL表示沿程和局部损失文丘里流量计、皮托管等测量装置都基于柏努利原理，但需要经验系数修正才能获得准确结果柏努利方程是流体力学中最为人熟知的方程之一，它将复杂的流动现象简化为能量守恒关系，便于工程师进行快速分析和计算虽然柏努利方程存在适用条件限制，但通过适当的修正和补充，它仍然是流体工程中最常用的工具之一第七章粘性流体动力学基础纳维-斯托克斯方程概述纳维-斯托克斯方程是描述粘性流体运动的基本方程方程的物理含义流体微团的加速度等于作用在其上的各种力重力、压力、粘性力的合力除以质量纳维-斯托克斯方程特点•非线性偏微分方程组•一般情况下难以获得解析解•需要与连续性方程联立求解•是流体力学的基本方程，适用范围广简单解析解在特定条件下，纳维-斯托克斯方程存在解析解•平行板间泊肃叶流动压力驱动的层流•圆管内泊肃叶流动经典的抛物线速度分布•库埃特流动由壁面运动驱动的剪切流•突然启动平板问题典型的非稳态解层流速度分布典型层流条件下的速度分布

1.平行板间压力驱动流动最大速度出现在中心线上

2.圆管泊肃叶流动平均速度为最大速度的一半

3.旋转圆筒间流动壁面效应与动量扩散壁面影响机理壁面对流动的影响基于两个基本条件•粘附条件流体质点在壁面上的速度与壁面速度相同•壁面不透性流体不能穿透固体边界这些条件导致壁面附近形成速度梯度，产生剪切应力在静止壁面附近，流体必须减速至零，形成边界层速度梯度与剪应力根据牛顿内摩擦定律，粘性流体中的剪应力与速度梯度成正比在壁面处，速度梯度最大，因此剪应力也最大对于层流管道流动，壁面剪应力为动量扩散现象粘性流体中，动量通过两种方式传递•分子扩散粘性引起的动量交换，在层流中占主导•湍流扩散湍流脉动引起的动量交换，效率远高于分子扩散动量扩散导致速度剖面平滑变化，并在不同速度区域间传递剪切力，这一机制对于理解边界层发展至关重要工程实际应用壁面效应在工程中的重要性•摩擦阻力计算船舶、飞机、管道等•换热效率热交换器、冷却系统设计•混合过程搅拌设备、反应器设计•壁面保护防止高速流动对壁面的侵蚀现代工程设计中，通过表面处理、几何优化等手段减小壁面效应的负面影响，提高系统效率壁面效应是粘性流体力学中的核心概念，它解释了为什么实际流动与理想流体理论预测存在差异由于粘附条件，壁面附近形成的速度梯度区域边界层是动量、热量和质量传递的关键区域在这一区域内，粘性力占主导地位，而在远离壁面的区域，惯性力则更为重要第八章边界层理论边界层的基本概念边界层理论由普朗特于1904年提出，是现代流体力学的里程碑•边界层定义固体表面附近受粘性影响显著的薄层流体•边界层厚度通常定义为速度达到主流速度99%的距离•边界层类型•速度边界层速度从零增加到主流值•温度边界层温度从壁面值变化到主流值•浓度边界层组分浓度的变化区域边界层方程普朗特通过量级分析简化了纳维-斯托克斯方程，得到边界层方程边界条件•y=0时，u=v=0壁面粘附条件•y→∞时，u→Ux与外部流动匹配边界层发展平板边界层的发展过程•前缘边界层开始形成，厚度为零•层流区边界层厚度随x1/2增长•转捩区从层流向湍流过渡•湍流区厚度增长加快，随x4/5增长临界雷诺数与转捩边界层转捩是流动从层流变为湍流的过程第九章渗流多孔介质中的流动特性渗流是流体在多孔介质中的运动，具有特殊性质•多孔介质特征•孔隙率ε空隙体积与总体积之比•渗透率k反映介质对流体通过的难易程度•比表面积单位体积内表面积的大小•渗流特性•速度极低，雷诺数通常小于1•流动路径复杂曲折•局部流动高度不均匀•通常为层流状态达西定律达西定律是描述渗流的基本定律或写成一维形式其中•v达西流速表观流速•k渗透率，单位为m²•K渗透系数，单位为m/s土壤含水实验•h水力水头土壤渗透性测定的常用方法•l流程•室内试验•恒水头渗透试验适用于透水性较好的土•变水头渗透试验适用于低渗透性土•现场试验•单环入渗法•双环入渗法•钻孔灌水法典型土壤渗透系数范围•砾石10⁻¹-10⁻³m/s•砂土10⁻³-10⁻⁵m/s•粉土10⁻⁵-10⁻⁷m/s第十章两相流动理论基础两相流的基本概念两相流指两种不同相态物质同时流动的现象•常见两相流类型•气-液水-空气、蒸汽-水•液-液水-油、不互溶液体•气-固气体-颗粒•液-固液体-颗粒、悬浮液•特征参数•相体积分数α各相所占体积比例•相质量分数x各相所占质量比例•表面张力界面间的内聚力•相对速度两相间的速度差流型划分与特性气-液两相流的典型流型•水平管中•气泡流气体以离散气泡形式分布•弹状流气体聚集成较大气塞•层状流气液分层流动•波状流液面出现波动•环状流液体沿管壁成膜，气体在中心•垂直管中•气泡流气体呈分散气泡•弹状流大气泡与液塞交替•搅拌流流动紊乱，相间强烈混合两相流基本方程•环状流与水平管类似两相流分析的理论模型•均相流模型两相作为混合物处理•分离流模型考虑两相间的速度差•漂移流模型考虑相对速度的影响•两流体模型分别建立各相的守恒方程基本守恒方程•质量守恒•动量守恒•能量守恒•相间作用力气泡和颗粒运动两相流工程应用湿蒸汽管道流动工业分离器设计能源系统中的湿蒸汽两相流两相分离设备广泛应用于工业•特点•气-液分离器•水滴悬浮在蒸汽中•重力分离器利用密度差•汽水两相速度差大•旋风分离器利用离心力•流型多变，受流量和品质影响•除雾器捕获微小液滴•压降计算复杂•固-气分离•工程考量•旋风除尘器离心分离•避免水锤现象•袋式除尘器过滤捕集•正确设计排水系统•电除尘器静电吸附•考虑热损失影响•设计参数•预防汽蚀和侵蚀•分离效率通常要求95%火电厂蒸汽管道中的两相流可能导致汽轮机叶片侵蚀，影响设备寿命和效率•压力损失影响能耗•尺寸和成本经济性考量高效旋风除尘器可捕集直径大于5μm的颗粒，效率达99%以上能源与环境工程案例两相流在能源环境领域的典型应用•沸腾换热•核电站反应堆冷却•发电厂锅炉•热管和相变热传导•冷凝过程•空调和制冷系统•冷凝器设计•热能回收•环境应用•烟气脱硫装置•废水气浮处理•多相反应器现代超临界发电机组蒸汽参数可达600°C和25MPa，沸腾传热系数可达5万W/m²·K两相流技术在现代工业中扮演着关键角色例如，在石油天然气行业，多相管道输送技术使得原油、天然气和水的混合物可以直接通过管道运输，避免了昂贵的现场分离设备；在核能行业，沸水堆和压水堆的安全性很大程度上取决于对两相流动和传热的准确预测；在化工过程中，气液反应器、蒸发器和冷凝器的设计都离不开两相流理论两相流动实验与建模流型观察与记录方法两相流实验中的流型观察技术•可视化技术•透明管段直接观察•高速摄影捕捉快速变化过程•X射线成像观察不透明管道内部•中子照相适用于金属容器•信号分析技术•电导探针测量局部相含量•压力波动分析特征频谱识别流型•电容传感器测量相分布•声波探测利用声速差异典型物理模型两相流建模的常用方法•宏观模型•均相流模型最简单，忽略相速度差•分离流模型考虑相速度差，引入滑移比•漂移流模型考虑相对速度与分布参数•两流体模型最复杂，分别解各相方程•微观模型•界面追踪法直接模拟界面变化•体积流体法VOF追踪相体积分数•水平集方法通过距离函数表示界面•格子玻尔兹曼法基于微观分子动力学数值模拟技术两相流CFD模拟的关键要点•网格要求界面附近需要细化•时间步长需满足CFL条件•界面处理表面张力和相变模型•湍流模型考虑相间相互作用•边界条件壁面接触角等特殊条件两相流实验装置通常包括流量控制系统、混合段、测试段和数据采集系统透明测试段允许直接观察流型，而各种传感器则提供定量数据第十一章气体射流射流的基本概念与分类射流是指流体从开口或喷嘴高速喷出形成的流动现象•按流体类型分类•气体射流空气、烟气等•液体射流水射流、液压切割等•两相射流气液、气固等•按几何特征分类•圆形射流从圆形开口喷出•平面射流从狭缝喷出•环形射流从环形间隙喷出•按运动特性分类•自由射流在无限空间中扩散•附壁射流沿固体表面流动•对撞射流两股射流相互碰撞•受限射流在有限空间中发展射流结构与特性自由射流的典型结构•芯部区速度接近初始速度，长度约为5-6倍喷口直径•过渡区速度开始衰减，湍流发展•完全发展区速度分布具有相似性，射流扩散角约为20°射流扩散与混合原理射流扩散的基本机理•剪切层射流边缘与环境流体间形成速度梯度•卷吸效应射流卷吸周围流体，增加质量流量•动量守恒轴向动量总量基本保持不变•速度衰减规律•圆形射流轴线速度与距离的倒数成正比•平面射流轴线速度与距离的平方根的倒数成正比工业气体分布应用气体射流在工业中的应用工程中的流体力学综合应用水利、能源与航天领域流体力学在多个重要工程领域有广泛应用•水利工程•水库调蓄水力学计算•水电站水轮机优化设计•防洪工程洪水演进模拟•河道治理冲淤平衡分析•能源工程•风力发电叶片空气动力学设计•火电厂锅炉流动与燃烧•核电站反应堆热工水力学•油气田多相流输送•航天工程•火箭发动机燃烧室流场•飞行器设计外形气动优化•空间站微重力流体行为•热防护再入气动加热智能制造中的流体仿真智能制造革命中的流体仿真技术•数字孪生•实时流场监测与预测•优化控制策略•故障诊断与预防•增材制造•金属液流动与凝固模拟•打印材料流变特性优化•虚拟调试•流体系统虚拟调试•减少实际调试时间实验教学与流体力学软件基本实验仪器流体力学实验室常见设备•水力学基础设备•雷诺实验装置观察层流-湍流转捩•伯努利定理验证装置•水槽与消力池自由面流动实验•文丘里流量计、孔口与管嘴实验台•高级实验设备•PIV系统粒子图像测速•热线风速计湍流测量•水洞与风洞流动可视化•激光多普勒测速系统•测量仪器•压力传感器与压力计•流量计电磁、涡轮、超声波等•温度传感器•数据采集系统现代PIV系统可实现亚毫米空间分辨率和高达10kHz的时间分辨率，为湍流研究提供了强大工具常用流体力学软件流体力学计算与分析软件•商业CFD软件•ANSYS Fluent通用CFD软件，应用广泛•COMSOL Multiphysics多物理场耦合•STAR-CCM+流体与热传递模拟•FloEFD CAD嵌入式CFD工具•开源CFD工具•OpenFOAM功能强大的开源平台•SU2航空航天领域优化•FEniCS偏微分方程求解•专业水力学软件•HEC-RAS河道水力学模拟•EPANET供水管网分析•MIKE水环境综合模拟ANSYS Fluent等软件已能模拟包含数亿网格的复杂几何模型，为航空发动机、整车空气动力学等大型工程提供分析支持实验设计与结果分析流体力学实验的科学方法课程总结与发展前景学科前沿1湍流、多相流、微纳流体、生物流体、计算流体力学交叉应用2能源、环境、生物医学、航空航天、海洋工程、信息技术核心理论3流体静力学、流体动力学、边界层理论、相似理论、湍流理论基础知识4流体物理性质、基本方程、理想流体、粘性流体、实验与计算方法复习要点与考试要求本课程的关键学习要点•基础概念掌握•流体物理性质的定义与计算•流体静力学基本原理•流体动力学基本方程及其应用•量纲分析与相似理论•核心理论理解•理想流体理论及其局限性•边界层理论及其工程意义•管流理论与计算方法•特殊流动渗流、两相流、射流特性•考试要求•概念题准确理解基本概念•计算题掌握基本公式和计算方法•分析题能应用理论分析实际问题•综合题结合多种理论解决复杂问题前沿技术与学科交叉流体力学的发展趋势•前沿研究方向。