连续介质力学（流体）

课程编码：080103M04002H 英文名称：Continuity Mechanics (Fluid ) 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：吴应湘等

本课程主要讲授有关液体和气体运动学与动力学的理论，对流体力学进行了尽可能全面和深入的介绍，力求充分地描述所有物理上有兴趣的现象，着重对流动的物理分析并给出原则的数学描述。内容涉及理想流体、 漩涡运动、势流、粘性流体层流运动、湍流运动、边界层、波动现象、传热、激波、一维气体运动、 二维气体运动、有限物体绕流等多个方面。通过本课程的学习，希望学生对流体运动的现象和规律、流体运动的动力特性有进一步的理解和认识，为以后从事有关的科学研究和技术工作打下必要的基础。

理论力学，流体力学，数学物理方法

第一章 概论 2学时 吴应湘
第1节 连续介质力学（流体）的研究对象与内容
第2节 流体的物理性质
第3节 连续介质力学（流体）的研究方法
第二章 流体力学的控制方程 3学时 吴应湘
第1节 流体运动的描述方法
第2节 流体运动的基本方程组
第3节 流体运动基本方程的简化
第三章 理想流体 9学时 吴应湘
第1节 理想流体的基本方程
第2节 静止流体
第3节 流体运动的积分关系及其应用
第4节 无粘流体的旋涡运动
第5节 无粘、不可压缩流体的无旋运动
第6节 平面无旋运动的复势
第7节 保角变换求解平面绕流问题
第8节 无粘流体绕流中物体的受力
第9节 无粘不可压缩流体的空间轴对称绕流
第四章 粘性不可压缩流体的层流运动 9学时 吴应湘
第1节 粘性不可压缩流动的基本方程组
第2节 粘性流体运动的一般性质
第3节 层流运动的一些精确解
第4节 流体力学研究的相似律
第5节 低雷诺数流动
第6节 层流边界层
第五章 粘性不可压缩流体的湍流运动 6学时 吴应湘
第1节 湍流的性质
第2节 层流的稳定性及其向湍流过渡
第3节 充分发展湍流
第4节 湍流运动的雷诺方程
第5节 湍流理论
第6节 湍流的半经验模型
第7节 光滑圆管中的湍流运动
第8节 粗糙圆管中的湍流运动
第9节 湍流边界层
第六章 表面波与表面现象 8学时 吴应湘
第1节 波动问题的基本方程与边界条件
第2节 波动问题的线性近似
第3节 平面小振幅波—行波
第4节 驻波
第5节 有限水深波动
第6节 界面波
第7节 群波（群速度）
第8节 波动的能量、波阻
第9节 Stokes 波
第10节 浅水长波
第11节 随机波
第12节 波浪对海工结构的作用（波浪力）
第13节 界面现象
第七章 声波 3学时 吴应湘
第1节 声波的描述方程
第2节 平面波
第3节 声波的能量和动量
第4节 声波的反射与折射
第5节 声波在运动介质中的传播
第6节 声波的特征振动
第7节 球面波
第8节 柱面波
第9节 波动方程的通解
第八章 激波 6学时 吴应湘
第1节 气体运动的基本方程
第2节 空气中气流扰动的传播规律
第3节 激波关系
第4节 正激波
第5节 运动正激波（激波的非定常运动）
第6节 运动正激波在固壁面的反射
第7节 斜激波
第8节 激波极曲线
第9节 激波厚度
第10节 水跃现象
第九章 气体的一维运动 4学时 吴应湘
第1节 气体一维定常运动的基本方程
第2节 气体的一维定常等熵流动
第3节 喷管流动
第4节 等截面管道中的一维定常流动
第5节 气体的一维非定常运动
第6节 平面波均熵运动的特征线法
第十章 气体的二维运动 4学时 吴应湘
第1节 Prandtl-Meyer流动
第2节 平面超声速定常流动的特征线解法
第3节 锥型流
第4节 二维定常流动的小扰动理论
第5节 二维定常流动的相似律
第6节 二维定常流动的全位势理论

吴应湘研究员是中科院力学所优秀学术带头人，国家重大科学仪器设备开发专项、院重大项目、所一三五方向负责人。多年来一直从事流体力学方面的研究，特别是在空气动力学和油气水多相流研究方面取得了一系列基础性、创新性、实用性的研究进展。
突出研究成果包括：1）发现跨声速流场中的多激波现象，为飞行器的跨声速失速和跨声速颤振的机理解释提供了力学依据。2）首次提出集离心、膨胀、重力、分离原理为一体的油气水高效分离方法，已规模化应用于油田生产。3）提出了管道式油气水分离新理念，在海洋平台油气水分离和含油污水处理中取得成功。4）提出或指导研制的超稠油管道输送技术、井下分层配汽技术、油井修井的带压作业技术等获得广泛应用，取得了良好的经济和社会效益。
发表论文200多篇，在国际学术会议上作大会邀请报告10多次，研究成果得到国内外同行的高度评价。现任中国能源学会常务理事、中国造船工程学会近岸工程学术委员会副主任委员、中国计量学会多相流测试专业委员会委员副主任委员、中国海洋工程学会常务理事、中国石油学会海洋工程专业委员会委员、中国力学学会流变学专业委员会委员、中国力学学会水动力学专业委员会委员，《海洋工程》、《China Ocean Engineering》、《中国海洋平台》、《中国海上油气》编委等，中国科学院大学兼职教授、利兹大学访问教授、西澳大利亚大学客座教授。