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流体力学应用领域探析

【摘要】:如前所述,流体力学研究流体流动时,内部的性质变化、运动的基本规律以及流体和作用物体的相互影响,所以流体力学几乎应用于所有工程。人工心脏、心肺机、自助呼吸器等的设计都要依据流体力学的基本原理。因此流体力学在工程与科学的应用上可以说是非常普遍的,其应用大概包括了水力与土木工程、交通运输工程、能源工程、环境工程、气象工程、生物医学工程、冶金工业与体机械工程等领域,如图1-2所示。图1-2 流体力学的应用范畴示意图

如前所述,流体力学研究流体流动时,内部的性质变化、运动的基本规律以及流体和作用物体的相互影响,所以流体力学几乎应用于所有工程。由于灌溉、排水、水库防洪造船以及各种工业中管道流体输运的需要,工程流体力学,特别是水力学得到高度发展。迅速发展的空气动力学使得航空飞行器与车辆的研制技术突飞猛进,而其与工程热力学、热传学以及燃烧学的相互结合可以应用于改善电动机发动机效率、冷冻空调与机械散热等方面。除此之外,机械工业中的润滑、冷却、液压传动以及液压和气动控制问题的解决,也必须应用流体力学的理论。而在冶金工业中,也会遇到像气体在炉内的流动、液态金属在炉内或铸模内的流动、通风以及冷却等流体力学问题。水力发电与风力发电等绿色节能技术的研发则可以应用于环境工程的保护与维持,而大气的预测与天灾的防护则需要大气物理与流体力学的理论结合。随着生物医学技术的普及,药剂的注射及其在血液中的浓度和流动必然应用到流体力学的理论。人工心脏、心肺机、自助呼吸器等的设计都要依据流体力学的基本原理。因此流体力学在工程与科学的应用上可以说是非常普遍的,其应用大概包括了水力与土木工程、交通运输工程、能源工程、环境工程、气象工程、生物医学工程、冶金工业与流体机械工程等领域,如图1-2所示。

图1-2 流体力学的应用范畴示意图