流体力学与我们的日常生活息息相关,比如高性能跑车普遍采用流线型外观,目的正是为了降低空气阻力,从而提高运行效率与最高速度。在系统学习该学科之前,必须首先厘清其研究对象,并掌握分析施加于流体上各类作用力的基本方法。唯有夯实这些核心概念,才能更深入地把握流体运动的本质规律。以下将对相关内容作简明阐述,诚挚欢迎广大读者积极反馈、交流见解,携手推进知识的深化与完善。
1、 流体力学的研究对象涵盖流体本身,以及在流体中发生相对运动的物体。所谓流体,是指具备显著流动特性的物质形态,主要包括气体和液体等;它们在受到外力作用时易于产生连续形变,并维持持续的宏观运动。

2、 施加于流体上的力通常划分为两类:一类是表面力,仅作用于流体的边界面上;另一类是质量力(又称体积力),则均匀分布于流体内部每一质点,贯穿整个流体体积。

3、 第三步展示的是对表面力进行简化处理的示意图。鉴于流体介质通常具有非均匀性,整体建模难度较大,实践中多采用局部微元体(即隔离体)作为分析对象。在该微元体某一点处,表面力以应力形式体现,可进一步分解为垂直于作用面的法向应力分量与平行于作用面的切向应力分量。

4、 第四步说明如何用平均压应力与平均剪应力来量化描述表面力的作用效果。

5、 第五步呈现质量力的简化图示。由于流体几何形状往往复杂多变,质量力实质上是作用于所取控制体内所有质点上的力,具有全域性特征。

6、 第六步指出,质量力的强度常以单位质量力表示。若某均质流体总质量为m,其所受总质量力为F,则单位质量力f定义为F与m的比值,即f = F/m。











