本科课程辅导

海马课堂专业流体力学是物理学的一个分支，研究液体、气体和等离子体的动力学及其作用力。流体力学应用于机械、土木工程、化学和生物医学等多个领域。本文将详细介绍流体力学。如果你听不懂流体力学这门课程或者想了解更多关于流体力学的知识，可以询问我们的专业导师哦。

一、流体力学是啥?

流体力学是研究流体在作用力作用下的行为的科学。流体力学是经典物理学的一个分支，在水力学、航空学、化学工程、气象学和动物学中都有非常重要的应用。

最著名的流体当然是水，19 世纪的百科全书会将这一主题分为两个标题：静止水力学(研究水静止状态的科学)和流体力学(研究水运动状态的科学)。 科学家阿基米德在公元前 250 年左右发现了流体力学，据传说当时他跳出浴缸，赤身裸体地跑过锡拉库扎的街道，大喊 "尤里卡"! "另一方面，可以说流体力学的基础最早是在 18 世纪奠定的，当时莱昂哈德-欧拉(Leonhard Euler)和丹尼尔-伯努利(Daniel Bernoulli)等数学家开始研究牛顿力学原理对水等近乎连续介质中离散粒子系统的影响。19 世纪，其他几位著名的物理学家和数学家继续了他们的工作，其中最著名的是斯托克斯(G. G. Stokes)和威廉-汤姆森(William Thomson)。斯托克斯和威廉-汤姆森。

到本世纪末，他们已经为许多有趣的现象找到了解释，如水流通过管道和孔洞、船后移动的波浪、落在玻璃窗上的雨滴等等。 可以说，他们仍然不理解或没有充分理解水通过固体障碍物的阻力等基本问题，即势能流理论，该理论在其他情况下通常非常有效，但在相对较高的流速下，其结果与实验并不十分吻合。直到德国物理学家路德维希-弗朗特尔(Ludwig Frantl)于 1904 年提出边界层的概念后，人们才对这一问题有了正确的认识。

弗朗特尔的工作在第一架载人飞机的研制过程中仍在继续。 从那时起，物理学家和工程师对空气流动的兴趣至少与对水流的兴趣一样大。 因此，流体力学成为流体动力学的总称，这里使用的流体动力学一词既包括流体力学的总称，也包括通常所说的流体力学。

二、关于流体力学

流体力学研究液体、气体、血液和人体血浆在静止和运动时的行为。一般来说，流体力学在力学和工程学(如化学工程和生物系统)中有着广泛的应用。以及天体物理学等领域。本章还将介绍和讨论流体力学及其在系统生物学中的应用。首先，将解释流体力学的概念，并由此推导出流体力学方程以及血液的特性。下一节将介绍血液作为非牛顿流体的各种模型。此外，对人体心血管系统中最重要的三个部分--动脉、静脉和毛细血管中的血液流动进行了一般性讨论，并给出了相关方程。最后，介绍了血液在体内的搏动流动。

流体力学是研究静止和运动流体的科学。流体通常被定义为在恒定载荷下连续变形的材料。在解决流体力学问题时，有五种关系最为有用：运动关系、应力关系、守恒关系、控制关系和构成关系。流体力学分析可以根据相关系统和体积的选择进行修改，而体积是通过简化矢量量来确定的。假设流体是连续的，我们假定流体中不存在不均匀性。粘度的概念与剪切速率和应力有关，后者称为剪切应力。将流体定义为牛顿流体取决于不同剪切速率下的粘度是否恒定。

牛顿流体的粘度恒定，而非牛顿流体的粘度不恒定。在大多数生物流体应用中，我们假定它们是牛顿流体。

流体力学研究静态和动态负载下的流体系统，如气体或液体。流体力学是连续介质力学的一部分，在连续介质力学中，材料的运动学和力学行为是以连续质量而非离散粒子为模型的。Bar-Meir 于 2008 年探讨了流体力学与连续介质力学之间的联系。在流体力学中，连续体不像固体那样具有确定的形状和几何形状，在许多应用中，不同流体的密度也会随时间和位置而变化。观察表明，流体力学中有许多常见问题。

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