流体力学导论（应用）

课程编码：180090080103P2004H 英文名称：Introduction to Fluid Mechanics and Its Application 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：刘秋生等

本课程为“工程力学”专业研究生的核心课，也可作为“一般力学与力学基础”专业研究生的专业普及课。主要讲授流体力学的基本概念、运动学和动力学特征，以及基本流动的物理模型，同时介绍流体力学研究的前沿问题和发展趋势。通过学习，要求熟悉流体力学概念，掌握其基本分析方法。本课程可供力学、大气科学、物理、海洋、资源环境等学科的研究生学习。

理论力学、场论、数学物理方法、复变函数

第一章 流体力学基本概念 6学时 刘秋生
第1节 绪论，流体力学简史
第2节 固、液、气体的宏观性质与微观结构，连续介质假设及其适用条件
第3节 流体的物理性质
第二章 流体运动学 6学时 王智慧
第1节 流体运动的描述
第2节 流场中的速度分解
第3节 涡量及涡量场描述
第三章 流体动力学 9学时 王智慧
第1节 连续性方程、能量方程
第2节 状态方程，流体力学方程组及定解条件
第3节 正交曲线坐标系，量纲分析与流动相似理论
第四章 流体静力学 3学时 王智慧
第1节 控制方程、液体静力学规律
第2节 自由面的形状
第3节 非惯性坐标系中的静止液体
第五章 无粘流动的一般理论 3学时 王智慧
第1节 无粘流动的控制方程、Bernoulli方程
第2节 Bernoulli方程和动量定理的应用
第六章 无粘不可压缩流体的无旋流动 9学时 刘秋生
第1节 可压缩流动与不可压缩流动，控制方程及定解条件
第2节 势函数及无旋流动的性质
第3节 平面定常无旋流动
第4节 轴对称无旋流动
第七章 粘性不可压缩流动 11学时 刘秋生
第1节 控制方程及定解条件
第2节 定常平行剪切流动（Couette流动、Poiseuille流动等）
第3节 非定常平行剪切流动
第4节 圆对称平面粘性流动
第5节 大雷诺数流动（湍流、RANS）
第八章 对流流动 3学时 刘秋生
第1节 热对流（Rayleigh-Benard对流、对流传热）
第2节 双扩散对流
第九章 界面流体动力学 3学时 刘秋生
第1节 流体界面现象与界面区域
第2节 液层与薄液膜
第3节 接触角（线），浸润与铺展
第十章 界面流体动力学 3学时 刘秋生
第1节 基本概念与控制方程
第2节 可压缩流体的一维流动、平面流动问题
第十一章 总结与复习 2学时 刘秋生
第1节 总结与复习
第十二章 期末考试 2学时 王智慧
第1节 期末考试

刘秋生 男，中科院力学所二级研究员，中科院大学首席教授，博士生导师。1988年在北方交通大学获硕士学位，1994年在法国普罗旺斯大学获博士学位，1995-1996年在西班牙马德里大学流体力学国际实验室客座研究，1996年回国在中科院力学所微重力重点实验室工作。长期从事流体力学与微重力流体物理研究，包括对流与扩散、复杂流动与稳定性分析、流体界面现象与界面动力学、热声与交变流动、材料流体、空间两相流与相变传热和微重力实验技术等。 现担任我国载人航天工程空间站两相系统实验柜项目责任科学家、主任设计师。曾获中科院载人航天工程优秀工作者奖、中国科学技术协会突出贡献奖、中国空间学会专委会先进工作奖、中国科学院朱李月华优秀教师奖、中科院科技进步二等奖、军队科技进步二等奖等奖励。现任空间科学学会理事，空间法学会理事，国际宇航联IAF微重力专委员会委员，欧空局天地应用两相系统国际先进研究组织科学委员，国际Marangoni协会科学委员等国内外学术任职。

王智慧 男，中国科学院大学教授。2006年本科毕业于中国科学技术大学，2011年博士毕业于中国科学院大学，师从童秉纲院士。主要从事高超声速空气动力学、稀薄气体动力学、高温气体动力学及气动热力学研究。现为研究生课程《数学物理中的渐近方法》的首席和《流体力学导论》的主讲。曾先后获得中国科学院百篇优秀博士学位论文奖、Springer Theses Prize、军队科技进步二等奖等，并入选中国科学院青年创新促进会会员。目前担任《计算力学学报》编委、《力学进展》青年编委及力学学会“理性力学和力学中的数学方法”专委会委员。