流体力学

通过本课程,将培养学生解决流体力学问题所需的建模、求解和分析的能力。为学生进入与流动相关的专业学习、科学研究或是工程设计打下坚实的理论基础。

开设学校:清华大学;学科:理学、

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流体力学视频慕课课程简介:

通过本课程,将培养学生解决流体力学问题所需的建模、求解和分析的能力。为学生进入与流动相关的专业学习、科学研究或是工程设计打下坚实的理论基础。

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第零章 绪论

-0.1 课程主要的内容

-0.2 流体力学研究的对象和内容

-0.3 流体力学的发展历史

-0.4 流体力学的研究方法

-0.5 预备知识 - (I)

-0.6 预备知识 - (II)

-0.7 预备知识 - (III)

-第0章作业练习

-第零章 阅读材料

第一章 流体的物理性质

-1.1 流体的连续介质模型 - (I)

-1.2 流体的连续介质模型 - (II)

-1.1~1.2 连续介质模型练习

-1.3 流体的基本性质 - (I)

-1.4 流体的基本性质 - (II)

-1.3~1.4 流体基本性质练习

-1.5 作用在流体上的体积力和表面力 - (I)

-1.6 作用在流体上的体积力和表面力 - (II)

-1.7 作用在流体上的体积力和表面力 - (III)

-1.5~1.7 表面力与体积力练习

-1.8 流体的界面现象和性质 - (I)

-1.9 流体的界面现象和性质 - (II)

-1.8~1.9 界面练习

-第一章 阅读材料

第二章 流体运动学

-2.1 描述流体运动的两种方法 - (I)

-2.2 描述流体运动的两种方法 - (II)

-2.3 描述流体运动的两种方法 - (III)

-2.1~2.3 流体运动描述方法练习

-2.4 流场的几何描述 - (I)

-2.5 流场的几何描述 - (II)

-2.4~2.5:流场的几何描述练习

-2.6 流体微团运动分析 - (I)

-2.7 流体微团运动分析 - (II)

-2.8 流体微团运动分析 - (III)

-2.9 流体微团运动分析 - (IV)

-2.6~2.9:流体微团运动练习

-2.10 流场的旋度

-2.11 给定流场的散度和旋度求速度场 -(I)

-2.12 给定流场的散度和旋度求速度场 - (II)

-2.13 给定流场的散度和旋度求速度场 - (III)

-2.10~2.13 旋度练习

-2.14 流体运动学总结

-第二章讨论:如何在新冠病毒的防治中运用流体运动学知识

-第二章阅读材料

第三章 流体动力学基本原理

-3.1 流体动力学积分型方程 - (I)

-3.2 流体动力学积分型方程 - (II)

-3.3 流体动力学积分型方程 - (III)

-3.4 流体动力学积分型方程之定常流中的常用公式 - (I)

-3.5 流体动力学积分型方程之定常流中的常用公式 - (II)

-3.1~3.5 积分型基本方程练习

-3.6 流体动力学积分型方程之定常流中的常用公式 - (III)

-3.7 积分型守恒方程的应用 - (I)

-3.8 积分型守恒方程的应用 - (II)

-3.9 积分型守恒方程的应用 - (III)

-3.7~3.9 积分型方程的应用练习

-3.10 积分型守恒方程的应用 - (IV)

-3.11 流体动力学微分型基本方程 - (I)

-3.12 流体动力学微分型基本方程 - (II)

-3.13 流体动力学微分型基本方程之方程封闭性讨论-(I)

-3.14 流体动力学微分型基本方程之方程封闭性讨论-(II)

-3.15 流体动力学微分型基本方程之边界条件和初始条件

-3.11~3.15微分型基本方程练习

-3.16 基本方程总结

-3.17 流体静力学-(I)

-3.18 上节回顾

-3.19 流体静力学-(II)

-3.20 流体静力学-(III)

-3.21 流体动力学总结

-3.17、3.19 流体静力学练习

-第三章讨论:虹吸现象

第四章 理想流体动力学

-4.1 理想流体简介

-4.2 理想流体运动的基本方程和初边值条件 - (I)

-4.3 理想流体运动的基本方程和初边值条件 - (II)

-4.4 理想流体在势力场中运动的主要性质 -(I)

-4.5 理想流体在势力场中运动的主要性质 -(II)

-4.6 理想流体在势力场中运动的主要性质 -(III)

-4.7 兰姆型方程和理想流体运动的几个积分 - (I)

-4.8 兰姆型方程和理想流体运动的几个积分 - (II)

-4.9 上节内容回顾

-4.10 兰姆型方程和理想流体运动C-L积分 - (I)

-4.11 兰姆型方程和理想流体运动C-L积分 - (II)

-4.12 兰姆型方程和理想流体运动C-L积分 - (III)

-4.13 兰姆型方程和理想流体运动C-L积分 - (IV)

-4.7~4.13 兰姆方程和理想流体积分练习

-4.14 理想不可压缩无旋流动数学提法和主要性质-(I)

-4.15 上节内容回顾

-4.16 理想不可压缩无旋流动数学提法和主要性质-(II)

-4.17 理想不可压缩无旋流动数学提法和主要性质-(III)

-4.14~4.17 理想不可压缩无旋流动数学提法练习

-4.18 理想不可压缩无旋流动速度势基本解及叠加法-(I)

-4.19 理想不可压缩无旋流动速度势基本解及叠加法-(II)

-4.18~4.19 理想不可压缩无旋流动基本解及叠加法练习

-4.20 不可压缩流体二维流动的流函数及其性质

-4.21 上节内容回顾

-4.22 理想不可压缩流体平面无旋流动复变函数方法-(I)

-4.23 理想不可压缩流体平面无旋流动复变函数方法-(II)

-4.20~4.23 理想不可压缩流体平面无旋流动

-4.24 理想流体动力学总结

-4.25 水波动力学简介

-4.26 水波动力学基本方程和边界条件

-4.27 小振幅水波的线性近似解-(I)

-4.28 小振幅水波的线性近似解-(II)

-4.25~4.27 水波动力学

-4.29 线性水波流场的迹线和流线

-4.30 线性水波的色散关系

-4.31 涟波的色散关系

-4.32 非线性水波

-第四章讨论:吸尘器

第五章 粘性流体动力学基础

-5.1 黏性流体动力学简介

-5.2 黏性流体的流动-(I)

-5.3 黏性流体的流动-(II)

-5.4 牛顿流体运动的基本方程和解法-(I)

-5.5 牛顿流体运动的基本方程和解法-(II)

-5.6 牛顿流体运动的基本方程和解法-(III)

-5.7 牛顿流体运动的基本方程及其解法-(IV)

-5.8 量纲分析和黏性流体动力学的相似律-(I)

-5.9 量纲分析和黏性流体动力学的相似律-(II)

-5.10 量纲分析和黏性流体动力学的相似律-(III)

-5.11 量纲分析和黏性流体动力学的相似律-(IV)

-5.12 量纲分析和黏性流体动力学的相似律-(V)

-5.13 不可压缩牛顿流体运动的解析解-(I)

-5.14 不可压缩牛顿流体运动的解析解-(II)

-5.15 不可压缩牛顿流体运动的解析解-(III)

-5.16 黏性流体运动的近似解-极慢流动-(I)

-5.17 黏性流体运动的近似解-极慢流动-(II)

-5.18 黏性流体运动的近似解-极慢流动-(III)

-5.19 黏性流体运动的近似解-极慢流动-(IV)

-5.20 黏性流体运动的近似解-极慢流动(狭缝流动)-(I)

-5.21 黏性流体运动的近似解-极慢流动(狭缝流动)-(II)

-5.22 边界层理论(边界层方程和边界层厚度)-(I)

-5.23 边界层理论(边界层方程和边界层厚度)-(II)

-5.24 边界层理论(边界层方程和边界层厚度)-(III)

-5.25 边界层理论(边界层方程和边界层厚度)-(IV)

-5.26 边界层理论(Blasius解)-(I)

-5.27 边界层理论(上节内容回顾)

-5.28 边界层理论(Blasius解)-(II)

-5.29 边界层理论(平面自由射流)-(I)

-5.30 边界层理论(平面自由射流)-(II)

-5.31 边界层理论(卡门动量积分关系)-(I)

-5.32 边界层理论(卡门动量积分关系)-(II)

-5.33 边界层理论(边界层内的流动与控制)

-第五章练习

-第五章讨论:黏性与儒科夫斯基升力定理

-第五章阅读材料:气体黏性的分子理论

-第五章讨论2:防洪防汛与流体力学

第六章 气体力学基础

-6.1 气体力学基础

-6.2 基本方程和基本概念-(I)

-6.3 基本方程和基本概念-(II)

-6.4 基本方程和基本概念-(III)

-6.5 完全气体等熵流动主要性质-(I)

-6.6 完全气体等熵流动主要性质-(II)

-6.7 完全气体等熵流动主要性质-(III)

-6.8 激波理论(正激波)

-6.9 激波理论(斜激波)-(I)

-6.10 激波理论(斜激波)-(II)

-6.11 激波理论(斜激波)-(III)

-6.12 超声速气流绕凸角的流动

-6.13 完全气体变截面管道内准一维流动-(I)

-6.14 上讲内容回顾

-6.15 完全气体变截面管道内准一维流动-(II)

-6.16 完全气体变截面管道内准一维流动-laval喷管-(I)

-6.17 完全气体变截面管道内准一维流动-laval喷管-(II)

-6.18 完全气体变截面管道内准一维流动-laval喷管-(III)

-第六章练习

-第六章讨论:激波厚度

-第六章阅读材料:判断流体是否可压的条件

第七章 流动稳定性与湍流

-7.1 流动稳定性简介

-7.2 流动稳定性问题的建立-(I)

-7.3 流动稳定性问题的建立-(II)

-7.4 定常平面平行流线性稳定性理论(OS方程)-(I)

-7.5 定常平面平行流线性稳定性理论(OS方程)-(II)

-7.6 定常平面平行流线性稳定性理论(OS方程)-(III)

-7.7 上讲内容回顾

-7.8 流线性稳定性理论(OS方程无黏近似)-(I)

-7.9 流线性稳定性理论(OS方程无黏近似)-(II)

-7.10 流线性稳定性理论(OS方程无黏近似)-(III)

-7.11 湍流概论-(I)

-7.12 湍流概论-(II)

-7.13 湍流平均运动方程

-7.14 上讲内容回顾

-7.15 雷诺应力-(I)

-7.16 雷诺应力-(II)

-7.17 湍流平均运动方程封闭性讨论

-7.18 涡黏模式-(I)

-7.19 涡黏模式-(II)

-7.20 上讲内容回顾

-7.21 圆管中的定常湍流-(I)

-7.22 圆管中的定常湍流-(II)

-7.23 圆管中的定常湍流(壁面律)

-7.24 湍流边界层

-第七章练习

-第七章阅读材料:湍流入门

-第七章讨论:流动的武器化

期末考试

-期末考试——判断题

-期末考试——选择题

流体力学开设学校:清华大学

流体力学授课教师:

许春晓-教授-清华大学-

许春晓,教授,博士生导师。于1990、1992、1995年分获清华大学工程力学系获学士、硕士和博士学位。从1995年开始任教于清华大学工程力学系,2007年任教授。现任清华大学航天航空学院流体力学研究所所长。主要从事湍流的相关研究工作,具体包括湍流的机理、数值模拟和减阻控制等。曾获国家杰出青年科学基金、北京市科技进步2等奖、清华大学优秀青年教师奖等。

彭杰-副教授-清华大学-

彭杰,副教授,博士生导师。于1997、1999、2002年分获清华大学工程力学系学士(经济管理学院企业管理双学士)、硕士和博士学位。从2008年开始任教于清华大学航天航空学院,现任清华大学航天航空学院流体研究所副所长。主要研究领域有复杂介质和复杂流动问题、界面流动及流动稳定性、复杂动力学系统建模等。

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