《流体力学》课程大纲
课程简介
教学目标：掌握连续介质力学的思想，熟悉流体的基本性质和行为，学会从各种角度来看流体。熟练掌握各种情况下流体力学方程的推导，并能用于解决实际的物理问题。
主要内容：流体力学的基本知识，稳恒流体，简单可压流体，不可压流体，低雷诺数流体和Stokes流体，*中高雷诺数流体，涡与边界层，前沿讨论。
教学内容
堆积柱形图⏹第一章：流体力学的基本知识
1.Introduction to continuum mechanics; tensors; deformation
and strain (dilation, elongation, shear…);stress; constitutive
equation (elastic stress, viscous stress, visco-elastic stress) ;
Newtonian and non-Newtonian fluids. （6）
2.Transport theorem; conrvation laws and derivation of the
N-S equation (Eulerian coordinate system); Euler equation.
（4）
3.Lagrangian coordinate system; covariant tensors (treatment
of the spatial derivative); Oldroyd’s theorem (treatment of
the time derivative).（4）
4.Convection; nonlinearity; convection-diffusion equation. （2）
5.Energy dissipation; boundary conditions; surface (tension);
potential (gravity); virtual work principle.（4）
6.Scaling; Reynolds number; thermal fluctuation.（2）
7.Streamline, path line, streak line, stream pattern; vorticity and
circulation; one- and two-dimensional flow. （2）
党建主题
8.Stationary flow; Bernoulli law.（2）
⏹第二章：简单可压流体
展望未来的成语
1.Burgers equations and shock; viscous Burgers equation. （4）英语的名人名言
2.Euler equation; constitutive equation; solutions of 1-d Euler
equation. （4）
⏹第三章：不可压流体
1.Incompressible flow; pressure in incompressible flow.（2）
2.Stokes equation and time dependent Stokes equation; time
reversibility. （2）
自制风车3.Stokeslet; boundary integral equations; drag force on a
moving ball; Life and motion at low Reynolds number (How
残酷现实bacteria, sperm, and algae move in viscous fluid?);Einstein
relation. （6）
反身代词有哪些
4.Shear flow, Couette flow, and Poiuille flow. （4）
⏹第四章：边界层与涡
1.Boundary layers. （2）
2.Vorticity dynamics and irrotational flow. (4)
⏹第五章：不稳定性以及前沿问题讨论
1.Instability; instability and inviscid stability of parallel viscous
flows.（2）
2.*Advanced topics: two pha flow; fluid-membrane
interaction; non-Newtonian fluids.（6）
怎样做拉面*高雷诺数流体. （6）
*弹性力学部分：
*Basic equations; principle of virtual work; torsion, shear, and bending; elastic beams; elastic shells and membranes.（6）
（注：部分弹性力学内容将插入第一章中讲述，而高雷诺数流体将在弹性力学课程中讲述。前沿讨论中讲与弹性力学课程合作讲述流固耦合的问题。）
课程考核及说明
⏹10%为课堂及平时思考积极性
⏹40%为例行作业
⏹50%为大作业
教材与参考书
《Fluid Mechanics》Pijush K. Kundu, Academic Press
《An Introduction to Fluid Dynamics》G. K. Batchelor, Cambridge University Press
《A First Cour in Continuum Mechanics连续介质力学初级教程》Y. C. Fung (冯元桢), 清华大学出版社
