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流体力学现象100例_身边的流体力学现象论文

什么是流体力学？此外，还要加上某些联系流动参量的关系式（例如状态方程），或者其他方程
流体力学现象100例_身边的流体力学现象论文
流体力学是怎样发展起来的？中文名流体力学外文名fluidmechanics1发展简史发展飞机和空气动力学的发展基本假设现场观测理论分析?数值计算4展望流体力学发展简史编辑流体力学出现流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的
流体力学回旋流理论的经典案例——都江堰其中飞沙堰的设计就是很好地运用了回旋流的理论 。
都江堰是一个集灌溉、防洪、提供生活和工业用水多方面功能于一体的大型水利枢纽工程，它由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程和百丈堤、人字堤以及遍布于成都平原上的自动引流灌溉渠共同构成，而三大主体工程可以说是整个工程的灵魂，也最能够体现都江堰治水的思想和理念 。都江堰之所以伟大，就在于它凝聚了我国古代人民的智慧，设计科学、布局合理，成功地解决了鱼嘴分水，飞沙堰泻洪排沙、宝瓶口引水等许多复杂的水利工程问题，使岷江的水利资源充分的得到利用 。再加上维修简便 。费用低廉而效果庞大明显，所以都江堰能在2260多年以后还能继续发挥作用 。
当年李冰在对岷江沿岸进行考察之后，选择了在岷江出山口的地方，把岷江一分为二，修建三大主体工程，形成灌口 。之所以选择在这里建灌口是因为这里的海拔高度是700米，而而以成都市为中心的成都平原的海拔高度只有500米，在这个扇型的冲积平原上，扇柄这个位置可以死死地扼住岷江的洪水，使它不至于泛滥成灾，而且还能控制进入成都平原的水流量 。
李冰最早修建鱼嘴是在枯水季节时先把杩槎固定在江心，然后用竹笼和卵石填充其间，最后在江中形成一条绿色的大鱼，终于把岷江一分为二 。因为前端部分扁平椭圆，象鱼头，所以得名为鱼嘴 。鱼嘴工程的建设非常科学，它建立在岷江出山口一段呈弯道环形的江面上，岷江被它分为内外二江，在修建时，故意使外江的河床稍微高于内江 。这一点看起来不起眼的设计却是自动引流的关键所在 。外江是排洪的河道，内江则是负责成都平原灌溉任务的干渠 。每当春耕季节的时候，正好是岷江的枯水季节，水流量不大，水流在经过鱼嘴前面的弯道后，顺应水往低处流的自然规律，主流60%的水直接进入内江，这时进入外江的水流量只有 40% 。这样才能保证平原上灌溉用水的需要 。到了夏天洪水季节来临时，岷江的水位明显升高 。巨大的水流来到鱼嘴前的弯道这里形成巨大的旋涡 。受离心力的影响，主流约60%的水被甩进外江，此时内外江的进水的比例自动颠倒过来，内江只进入40%的水量 。成都平原则不至于受到洪水的威胁 。因此，不管是洪水还是枯水季节，都江堰鱼嘴都能象现代化的节制阀一样，起自动调剂水流量的作用，使成都平原能够水旱从人，不知饥谨 。这就是都江堰治水三字经所说的“分四六，平潦旱” 。
鱼嘴的另一个重要的作用是排沙 。都江堰之所以能够到今天还能继续发挥功能，就在于他有先进的排沙系统 。所谓“四六分水，二八排沙”就是鱼嘴除了自动调节内外江的水流量之外，它还能把上游带来泥沙的80%给排走，使进入内江和成都平原的水都是清水 。刚才我们讲到了，鱼嘴建立在大弯道的下面，外江处于凸岸进水的位置，而内江处于凹岸进水的位置 。当洪水季节来临，水流是夹带着大量的泥沙，气势汹汹而来 。当它们到达大弯道时，不可避免地形成巨大的旋涡 。此时含沙量大，重而沉底的底层水，被离心力甩出，与60%的主流一起直冲入外江，而轻而浮面的表层清水进入旋涡后被离心力甩到了下层，冲向凹岸，也就是内江 。这样进入内江的泥沙已经很少，只有20%左右 。一个简单的鱼嘴同时解决了调水和调沙的难题，既能保证水量控制，又使整个工程不受泥沙淤积问题的困扰，这正是都江堰妙不可言的魅力之所在 。
虽然鱼嘴排走了80%的泥沙，但是仍然有20%进入内江，如果淤积过多，肯定会毁掉都江堰 。而且洪水季节进入内江的水有可能会大于成都平原的需要，形成涝灾，怎么办呢？不用担心，李冰在鱼嘴的下面还设计修建了飞沙堰和宝瓶口 。这三大主体工程 。相辅相成共同完成了泻洪、排沙、分水等等一系列水利工程问题 。
飞沙堰其实是内江的泻洪道 。它上距鱼嘴700米，下离宝瓶口200米 。高度与宝瓶口进水刻度13划齐平 。它的主要作用是为内江泻洪排沙 。宝瓶口是当年李冰从玉垒山的末端活生生凿出来的一个梯形引水口，边坡很陡，坡上有进水刻宝瓶口长有40米，底部宽17米，水面宽度枯水季节时是19米，洪水季节时是23米，，由于它巧妙地控制着成都平原的进水量，所以又叫金灌口 。
经过鱼嘴分流后进入内江的岷江水，流到飞沙堰这个位置时，在飞沙堰的对面遇到了第二个弯道，形成又一个弯道环流 。加上宝瓶口凿出的离堆阻住水流，一部分水流回涌，夹带大量泥沙的底层重水再度被翻到表层，翻越飞沙堰，泻入外江，内江多余的水和泥沙就在这里被排走 。剩下的清水则直接冲向离堆，经宝瓶口流向成都平原 。经过第二次排沙，能在飞沙堰下面淤积下来的泥沙已经很少，每一年岁修时遵循“深淘滩，低作堰”的原则把这些泥沙淘出来，这样宝瓶口的进水量就始终都可以得到保证 。
在都江堰渠首工程中，宝瓶口、飞沙堰和鱼嘴的位置、高度以及长宽尺寸可以说是珠联璧合，配合巧妙 。当内江洪水的高度与飞沙堰齐平时，宝瓶口的进水量就刚好够成都平原上的工农业用水，而当宝瓶口的水位高于13划的水位刻度时，飞沙堰就开始翻水溢流，。近十年来，平原上的用水量不断增大，飞沙堰的高度略有增高，但调节宝瓶口进水的作用依然没变 。此外，由于离堆迎面顶住内江的洪水，使飞沙堰以下的底部的水流速度明显下降，大量泥沙不能继续前进，部分沉积在飞沙堰对面的一带河段，受弯道环流的影响，大部分经飞沙堰排出 。还剩极少的部分泥沙，每一年进行岁修时人工淘出用来加固堤坝 。根据测量，经鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口相互配合，进入内江的泥沙被排除的达到了90%以上 。
都江堰位于成都平原西北边缘，进入内江的水从这里流经成都平原的东南西北，是完全利用了从西到东的这200米的海拔高差，形成一个完善的自动引流灌溉系统 。从上空俯瞰下来，这些一分二、二分四、四分八的密密麻麻的水网就象是穿行于人体皮肤下的血管，2000多年来为成都平原上的土地和人民源源不断的提供着甘甜的乳汁 。
整个都江堰设计科学、布局合理，充分地利用自然地理条件，采用多层次的弯道环流，达到无坝分水、自动控制水流量、自动排沙、自流灌溉的目的 。这种种神奇的功能保证了成都平原既受灌溉之益，又无水旱之患，不能不说是一个奇迹 。大家想象一下，都江堰建立于2260多年前，那时侯，世界上很多地方都还处在蒙昧的状态，而我们的祖先却已经创建了到今天仍然是世界一流的水利工程，这是整个中华民族的骄傲 。你说呢...
流体力学现象100例_身边的流体力学现象论文
生活中伯努利原理的现象“香蕉球”、飞机的机翼升力、直升机起降以及垂直尾翼、电梯里面的气压问题、地铁的气压问题 。丹尼尔·伯努利在1726年首先提出：“在水流或气流里，如果速度小，压强就大；如果速度大，压强就小” 。我们称之为“伯努利原理” 。
我们拿着一张纸，往纸的上方吹气，会发现纸不但不会往下飘，反而会向上扬；因为上方空气被我们吹得流动的速度快，压力就小，而下方空气没有流动，压力就大，所以下面压力大的力量就把纸托起来了 。
我们拿着两张纸，往两张纸中间吹气，会发现纸不但不会向外飘去，反而会被一种力挤压在了一起；因为两张纸中间的空气被我们吹得流动的速度快，压力就小，而两张纸外面的空气没有流动，压力就大，所以外面力量大的空气就把两张纸“压”在了一起 。
这就是“伯努利原理”原理的简单示范 。
“伯努利原理”在日常生活中还有很多应用：
在列车（地铁）站台上都划有黄色安全线 。
这是因为列车高速驶来时，靠近列车车厢的空气被带动而快速运动起来，压强就减小，站台上的旅客若离列车过近，旅客身体前后会出现明显的压强差，身体后面较大的压力将把旅客推向列车而受到伤害 。
所以，在火车（或者是大货车、大巴士）飞速而来时，你绝对不可以站在离路轨（道路）很近的地方，因为疾驶而过的火车（汽车）对站在它旁边的人有一股很大的吸引力 。有人测定过，在火车以每小时50公里的速度前进时，竟有8公斤左右的力从身后把人推向火车 。
你瞧，这有多危险啊！！！
1912年秋天，“奥林匹克”号轮船正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得比较近，平行着驶向前方 。忽然，正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向“奥林匹克”号撞去 。最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故 。
究竟是什么原因造成了这次意外的船祸？在当时，谁也说不上来，据说海事法庭在处理这件奇案时，也只得糊里糊涂地判处“豪克”号船长操作不当呢！
后来，人们才算明白了，这次海面上的飞来横祸，是“伯努利原理”现象 。我们知道，根据流体力学的“伯努利原理”，流体的压强与它的流速有关，流速越大，压强越小；反之亦然 。用这个原理来审视这次事故，就不难找出事故的原因了 。
原来，当两艘船平行着向前航行时，在两艘船中间的水比外侧的水流得快，中间水对两船内侧的压强，也就比外侧对两船外侧的压强要小 。于是，在外侧水的压力作用下，两船渐渐靠近，最后相撞 。又由于“豪克”号较小，在同样大小压力的作用下，它向两船中间靠拢时速度要快的多 。因此，造成了“豪克”号撞击“奥林匹克”号的事故 。
现在航海上把这种现象称为“船吸现象” 。
我们用图解分析一下：
图218中的两艘船在静水里并排航行着，或者是并排地停在流动着的水里 。两艘船之间的水面比较窄，所以这里的水的流速就比两船外侧的水的流速高，压力比两船外侧的小 。结果这两艘船就会被围着船的压力比较高的水挤在一起 。有经验的海员们都很知道两艘并排驶着的船会互相强烈地吸引 。
如果两艘船并排前进，而其中一艘稍微落后，像图219所画的那样，那情况就会更加严重 。使两艘船接近的两个力f和f，会使船身转向，并且船b转向船a的力更大 。在这种情况下，撞船是免不了的，因为舵已经来不及改变船的方向 。
鉴于这类海难事故不断发生，而且轮船和军舰越造越大，一旦发生撞船事故，它们的危害性也越大，因此，世界海事组织对这种情况下航海规则都作了严格的规定，它们包括两船同向行驶时，彼此必须保持多大的间隔，在通过狭窄地段时，小船与大船彼此应作怎样的规避，等等 。
这样，大家就会理解了：为什么有些海峡和运河看起来比较宽，而航运管理方却仍说：“不适合两船并排或相向而行”了吧！
学会了“伯努利原理”，我们就会明白：为什么到水流湍急的江河里去游泳是一件很危险的事 。
有人计算了一下，当江心的水流以每秒1米的速度流动时，差不多会有30公斤的力在吸引、排挤着人的身体，就是水性很好的游泳能手，也望而生畏，不敢随便游近哪！
【流体力学现象100例_身边的流体力学现象论文】飞机为什么能够飞上天？是因为飞机在前进时，机翼受到向上的升力 。
如果把飞机的机翼从上往下切开，就会发现机翼的横截面不是上下对称的梭形或椭圆形，而是上面弧度大，下面弧度小的梭形 。
这样，飞机在空中飞行时，机翼切割空气，使气流分别从机翼的上方和下方通过 。由于机翼上方弧度大，路线长，所以空气流动得比较快，而下方弧度小，路线短，所以空气流动得比较慢，专业点的说法就是：机翼上方的流线密，流速大，下方的流线疏，流速小 。根据“伯努利原理”可知，机翼上方的压强小，下方的压强大 。这样的压强差，就产生了作用在机翼的向上的升力 。
当刮风时，屋面上的空气流动得很快，等于风速，而屋面下的空气几乎是不流动的 。根据“伯努利原理”，这时屋面下空气的压力大于屋面上的气压 。要是风越刮越大，则屋面上下的压力差也越来越大，一旦风速超过一定程度，这个压力差就“哗”的一下掀起屋顶！正如我国唐朝著名诗人杜甫《茅屋为秋风所破歌》所说的那样：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅 。”
台风吹垮大桥也是“伯努利原理”的作用：台风经过大桥，会从桥面上和桥洞里吹过 。由于桥洞相对于桥面比较小，所以风经过的时候，风速比较快，压强较小，而桥面上的风速比较慢，压强较大 。这样，就产生了压强差 。桥梁如果承受不了这样的压力，就会被压垮塌 。
如果你经常观看足球比赛的话，一定见过罚前场直接任意球 。这时候，通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”，挡住进球路线 。而进攻方的主罚队员，起脚一记劲射，球绕过了“人墙”，眼看要偏离球门飞出，却又沿弧线拐过弯来直入球门，让守门员措手不及，眼睁睁地看着球进了大门 。这就是颇为神奇的“香蕉球” 。
为什么足球会在空中沿弧线飞行呢？原来，罚“香蕉球”的时候，运动员并不是把脚踢中足球的中心，而是稍稍偏向一侧，同时用脚背摩擦足球，使球在空气中前进的同时还不断地旋转 。这时，一方面空气迎着球向后流动，另一方面，由于空气与球之间的摩擦，球周围的空气又会被带着一起旋转．这样，球一侧空气的流动速度加快，而另一侧空气的流动速度减慢 。
“伯努利原理”告诉我们：气体的流速越大，压强越小 。由于足球两侧空气的流动速度不一样，它们对足球所产生的压强也不一样，于是，足球在空气压力的作用下，被迫向空气流速大的一侧转弯了 。
乒乓球中，运动员在削球或拉弧圈球时，球的线路会改变，道理与“香蕉球”一样 。
人喝水时，同样应用到“伯努利原理” 。
当你把杯子举到口边时，你的嘴会**惯地去“吸”杯中的水 。这时，**扩大，肺里和嘴里的气体压强减小，嘴附近的空气就向嘴里跑 。并且越靠近嘴的空气跑的（流动）的越快，对水面的压强也就越小 。于是对于杯里的水面来说，近嘴部分受到空气的压强小，较远部分则大，在不等的压强作用下，近嘴部分的水面就稍微高了一点起来，超过杯沿流到口内 。
喷雾器是利用流速大、压强小的原理制成的 。
让空气从小孔迅速流出，小孔附近的压强小，容器里液面上的空气压强大，液体就沿小孔下边的细管升上来，从细管的上口流出后，液体受到空气流的冲击，被喷成雾状 。

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