水动力学基础与实际液体运动分析

水动力学研究液体机械运动的基本规律及其在工程中的应用。液体运动和其他物质运动一样，都要遵循物质运动的普遍规律。因此，本章根据物理学和理论力学中的质量守恒定律、能量守恒定律以及动量定理等，建立液体运动的三大基本方程，即连续性方程、能量方程（伯努利方程）和动量方程。

液体的机械运动规律也适用于远小于音速（约340m/s）的低速运动气体。例如，当气体的运动速度小于50m/s时，其密度变化不超过1%，这种情况下的气体可以认为是不可压缩流体，其运动规律与液体相同。

表征液体运动状态的主要物理量有流速、加速度、动水压强等。这些物理量统称为液体的运动要素。研究液体的运动规律，就是要确定各运动要素随时间和空间的变化规律及其相互间的关系。

按运动要素是否随时间变化，可把液流分为运动要素不随时间变化的恒定流和随时间变化的非恒定流。虽然严格的恒定流问题在工程中并不多见，但大多数液体运动可以近似当作恒定流来处理。本书主要研究恒定流问题。(www.xing528.com)

按运动要素与空间坐标的关系，可把液流分为一元流、二元流和三元流。运动要素仅随一个坐标（包括曲线坐标）变化的液流称为一元流。实际水力学问题，运动要素大多是三个坐标的函数，属于三元流。但是由于三元流动的复杂性，在数学上处理起来有相当大的困难。为此，人们往往根据具体问题的性质把它简化为二元流（运动要素是两个坐标的函数）或一元流来处理。本书主要介绍一元分析法即总流分析法。

由于实际液体运动时存在黏性，使得对液体运动的分析十分复杂。为了摆脱黏性在分析液体运动时在数学上的某些困难，在研究方法上，我们先以忽略黏性的理想液体为研究对象，然后在此基础上进一步研究实际液体。在某些工程问题中，可将实际液体近似地按理想液体估算。