流体静力学

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  流体静力学汉语拼音:Liuti Jinglixue;英语:Hydrostatics),研究流体处于静止状态时在各种力作用下的平衡规律的学科力学的分支。所谓流体处于静止状态,是指流体对所选的坐标系无相对运动,若该坐标系为相对于惯性系运动着的非惯性系(如绕轴旋转的坐标系),则称这时的流体处于相对静止或相对平衡,也属于流体静力学的研究对象。流体静力学的基本问题有:静止流体内的压力密度温度分布;静止流体对物体和器壁的作用力,包括物体受到的浮力、浮体的稳定性、压力的传递等;处于相对静止状态的流体自由表面形状等。

  流体静力学是流体力学中发展得最早的分支。早在公元前3世纪,古希腊阿基米德就建立了关于浮力的阿基米德原理,奠定了流体静力学的基础。16世纪末叶,荷兰数学家、力学家S.斯蒂文提出了所谓“流体静力学悖论”(即液体容器底部承受的总压力正比于底部面积和液柱高度,与容器形状无关),而且给出了浮体稳定性提法的雏形。到了17世纪,意大利科学家E.托里拆利利用流体静力学原理发明了气压计,而1653年法国力学家、数学家B.帕斯卡提出了著名的关于静止流体中压力传递的帕斯卡定律。此后,流体静力学得到了进一步完善。

  流体静力学的控制方程可视为流体力学基本方程组的特例,令动量方程和能量方程中的速度为零,再加上状态方程,即可演绎各种流体静力学规律。

  流体静力学在航空航天、水利工程、流体机械、高压容器设计等方面有广泛应用。