• 第2章 流体力学

    在我们的日常生活和科学研究中,流体起着独特的作用,这主要是因为它们具有流动和与容器形状保持一致的特性。通常,我们把物质分为固体和流体。流体是能流动的物质,因此,流体这个名词包含液体和气体。但是这样的分类并不非常明确,有的流体如沥青流动得如此缓慢,在我们使用时,其性质显得像固体。
    动物通过它们的循环系统中的流体输送养料和排出废物。类似地,在植物中也是通过流体来输送各种物质的。鱼的游动和鸟与飞机的飞行都涉及到流体的运动,天气、波浪和海洋的潮流也是这样。
    所有这些现象都能用流体力学的原理来描述。但是,因为流体并不保持固定的形状并且它们是可压缩的,所以要做出全面分析是很复杂的事。为了使问题简化,第一节我们采用了所谓的“理想流体”模型,即满足不可压缩和非粘性条件的流体。我们假定流体是不可压缩的,也就是它们保持密度不变。对大部分液体,作为一级近似,通常可看做是不可压缩的。对气体来说,我们的方法只能应用于压强和温度变化很小的情况。非粘性假定指的是相对运动的各部分流体之间是无摩擦力的。这对静止流体或运动流体(如水、酒精和气体等)的某些应用是成立的。但是对于粘性较大的如血液和蜂蜜等流体,这些摩擦效应或粘滞效应通常是不可忽略的。
    本章的第一节我们讨论非粘滞流体的力学。第二节讨论具有粘性的实际流体——血液的流动,以及把流体力学的知识应用于人的循环系统的某些方面。

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