流體力學的體系圖

關於流體力學的中心思想,Richard H. F. Pao 寫道
"Fluid mechanics is the study of behavior of fluids at rest and in motion."

談的就是流體力學主要去理解流體在靜止或運動過程中的行為,亦可進一步地說,流體力學就是建構適當的物理模型去做流體行為的預測,即
"One of the primary aims in studying fluid mechanics is to enable us to predict the characteristic of flow for a given conditions by means of analytical methods."

透過實驗、因次分析了解流體的本構性質(流變性質),以數學工具 (e.g. 物質導數、傳輸定理、複變分析等) 描述流體所遵循的守恆定律,其中包含:
  • 本構關係
  • 質量守恆定律
  • 動量守恆定律
  • 能量守恆定律(熱力學第一定律)
  • 狀態方程式(熱力學第二定律)
依稀在課堂上有個印象,
當本構關係 + 質量守恆定律通透時,恭喜學士畢業;
當本構關係 + 質量守恆 + 動量守恆定律通透時,恭喜碩士畢業;
當本構關係 + 質量守恆 + 動量守恆 + 能量守恆  + 狀態方程式通透時,恭喜博士畢業。

那流體力學到底會學到什麼?大方向是什麼?
建立基礎體系圖就顯得十分的重要,可以在往後學習路程上鞏固後方的基礎與提供前進方向的指引。



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