流体力学三大方程

发布时间：2025-10-10 | 来源：互联网转载和整理

流体力学三大方程：连续性方程、能量方程、动量方程。

1、流体力学，是力学的一门分支，是研究流体（包含气体、液体及等离子体）现象以及相关力学行为的科学。以宏观的角度来考虑系统特性，而不是微观的考虑系统中每一个粒子的特性。

2、能量方程是分析计算热量传递过程的基本方程之一，是对非等温流动系统进行能量衡算所得的数学关系式，在：流体微元中的内能增量等于通过热传导进入微元体的热量、微元体中产生的热量及周围流体对微元体所作功之和。

3、流体力学中的连续性方程是什么意思？在物理学里，连续性方程乃是描述守恒量传输行为的偏微分方程。与全域性的守恒定律相比，这种守恒定律比较强版。它描述任意有限区域内的守恒量；也可以以微分形式表达（使用散度算符），描述任意位置的守恒量。

理论分析的步骤大致如下：

①建立“力学模型”：

一般做法是：针对实际流体的力学问题，分析其中的各种矛盾并抓住主要方面，对问题进行简化而建立反映问题本质的“力学模型”。流体力学中最常用的基本模型有：连续介质（见连续介质假设）、牛顿流体、不可压缩流体、理想流体（见粘性流体）、平面流动等。

②建立控制方程：

针对流体运动的特点，用数学语言将质量守恒、动量守恒、能量守恒等定律表达出来，从而得到连续性方程、动量方程和能量方程。另外还要加上某些联系流动参量的关系式（例如状态方程），或者其他方程。

这些方程合在一起称为流体力学基本方程组。流体运动在空间和时间上常有一定的限制，因此应给出边界条件和初始条件。整个流动问题的数学模式就是建立起封闭的、流动参量必须满足的方程组，并给出恰当的边界条件和初始条件。

③求解方程组：

在给定的边界条件和初始条件下，利用数学方法，求方程组的解。由于这方程组是非线性的偏微分方程组，难以求得解析解，必须加以简化，这就是前面所说的建立力学模型的原因之一。力学家经过多年努力，创造出许多数学方法或技巧来解这些方程组（主要是简化了的方程组），得到一些解析解。

④对解进行分析解释：

求出方程组的解后，结合具体流动，解释这些解的物理含义和流动机理。通常还要将这些理论结果同实验结果进行比较，以确定所得解的准确程度和力学模型的适用范围。