希望这篇文章可以让你对流体力学这个专业有个整体认知。
希望可以给准备报考的同学作参考。
本文从下面8个方面带你认识流体力学这个专业。
段子
专业简介
专业培养目标
就业前景
流体力学专业的分支
流体力学专业的研究方法
流体力学专业的学校
流体力学SCI期刊
一、段子
“小李,听说你大学的专业是流体力学?”
“是的,领导。”
“那好,去帮我倒杯水。”
“领导,请你尊重这门专业,流体力学是……”
“请你谈谈非等熵的稳态可压磁流体力学方程在持续等离子体约束受控热核聚变中的应用。”
“领导,饮水机在哪?”
流体力学到底是什么专业呢?前景好不好?能不能选择这个专业报考呢?只能说仁者见仁智者见智了,这个专业肯定不会如下图一样就是了,哈哈。
二、专业简介
流体力学专业为力学一级学科下的二级学科之一,培养工学及理学硕士研究生。流体力学是一门基础性很强和应用性很广的学科,它的研究对象随着生产的需要与科学的发展在不断的更新,深化和扩大。
60年代以前,它主要围绕航空,航天,大气,海洋,航运,水利和各种管路等方面,研究流体运动中的动量传递问题,即局限于研究流体的运动规律,和它与固体,液体或大气界面之间的相互作用力问题。
50年代以后,能源,环境保护,化工和石油等领域中的流体力学问题,逐渐受到重视。这类问题的特征是:尺度小,速度低,并在流体运动过程中还伴随有传热,传质现象。
近年来,流体的对流传热,传质问题受到高度重视,并获得巨大发展。这样,流体力学的研究对象从流体的动量传递扩散到它的热量和质量传递,也就是说,除了研究流体的运动规律以外,还要研究它的传热,传质规律。同样地,在固体,液体或气体界面处,不仅研究相互之间的作用力,而且还需要研究它们之间的传热,传质规律。
三、专业培养目标
本学科培养德、智、体全面发展,在流体力学领域内具有坚实的理论基础、系统的专业知识和较熟练的实验技能,了解流体力学、生物工程力学领域发展前沿和动态,具有独立开展本学科科学研究工作能力的高层次专门人才。学位获得者应能承担高等院校、科研院所以及高科技企业的教学、科研及开发管理等工作。
四、就业前景
流体力学相对来说是算是比较冷门的专业。因为该专业的针对性比较强,就业时有比较大的局限性,无论你是那个学校的学流体力学的,就业的时候多多少少都会受到限制。
毕业生可以到政府、建筑开发、施工、管理等部门或设计、科研单位从事设计、施工、管理、研究等相关工作。
五、流体力学专业的分支
5.1、地球流体力学
大气和水是最常见的两种流体。大气包围着整个地球,地球表面的百分之七十是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容,属于地球流体力学范围。
5.2、水动力学
水在管道、渠道、江河中的运动从古至今都是研究的对象。人们还利用水作功,如古老的水碓和近代高度发展的水轮机。船舶一直是人们的交通运输工具,船舶在水中运动时所遇到的各种阻力,船舶稳定性以及船体和推进器在水中引起的空化现象,一直是船舶水动力学的研究课题。这些研究有关水的运动规律的分支学科称为水动力学。
5.3、气动力学
20世纪初世界上第一架飞机出现以来,飞机和其他各种飞行器得到迅速发展。20世纪50年代开始的航天飞行使人类的活动范围扩展到其他星球和银河系。航空航天事业的蓬勃发展是同流体力学的分支学科——空气动力学和气体动力学的发展紧密相连的。这些学科是流体力学中最活跃、最富有成果的领域。
5.4、渗流力学
石油和天然气的开采,地下水的开发利用,要求人们了解流体在多孔或缝隙介质中的运动,这是流体力学分支之一渗流力学研究的主要对象。渗流力学还涉及土壤盐碱化的防治,化工中的浓缩、分离和多孔过滤,燃烧室的冷却等技术问题。
5.5、物理-化学流体动力学
燃烧煤、石油、天然气等,可以得到热能来推动机械或作其他用途。燃烧离不开气体。这是有化学反应和热能变化的流体力学问题,是物理-化学流体动力学的内容之一。爆炸是猛烈的瞬间能量变化和传递过程,涉及气体动力学,从而形成了爆炸力学。
5.6、多相流体力学
沙漠迁移、河流泥沙运动、管道中煤粉输送、化工流态化床中气体催化剂的运动等都涉及流体中带有固体颗粒或液体中带有气泡等问题。这类问题是多相流体力学研究的范围。
5.7、等离子体动力学和电磁流体力学
等离子体是自由电子、带等量正电荷的离子以及中性粒子的集合体。等离子体在磁场作用下有特殊的运动规律。研究等离子体的运动规律的学科称为等离子体动力学和电磁流体力学(见电流体动力学,磁流体力学)。它们在受控热核反应、磁流体发电、宇宙气体运动(见宇宙气体动力学)等方面有广泛的应用。
5.8、环境流体力学
风对建筑物、桥梁、电缆等的作用使它们承受载荷和激发振动;废气和废水的排放造成环境污染;河床冲刷迁移和海岸遭受侵蚀;研究这些流体本身的运动及其同人类、动植物间的相互作用的学科称为环境流体力学(其中包括环境空气动力学、建筑空气动力学)。这是一门涉及经典流体力学、气象学、海洋学和水力学、结构动力学等的新兴边缘学科。
5.9、生物流变学
生物流变学研究人体或其他动植物中有关的流体力学问题,例如血液在血管中的流动,心、肺、肾中的生理流体运动(见循环系统动力学、呼吸系统动力学)和植物中营养液的输送(见植物体内的流动)。此外,还研究鸟类在空中的飞翔(见鸟和昆虫的飞行),动物(如海豚)在水中的游动,等等。
因此,流体力学既包含自然科学的基础理论,又涉及工程技术科学方面的应用。以上主要是从研究对象的角度来说明流体力学的内容和分支。此外,如从流体作用力的角度,则可分为流体静力学、流体运动学和流体动力学;从对不同“力学模型”的研究来分,则有理想流体动力学、粘性流体动力学、不可压缩流体动力学、可压缩流体动力学和非牛顿流体力学等。
六、流体力学专业的研究方法
可以分为现场观测、实验室模拟、理论分析、数值计算四个方面:
6.1、现场观测
对自然界固有的流动现象或已有工程的全尺寸流动现象,利用各种仪器进行系统观测,从而总结出流体运动的规律并借以预测流动现象的演变。过去对天气的观测和预报,基本上就是这样进行的。但现场流动现象的发生不能控制,发生条件几乎不可能完全重复出现,影响到对流动现象和规律的研究;现场观测还要花费大量物力、财力和人力。因此,人们建立实验室,使这些现象能在可以控制的条件下出现,以便于观察和研究。
6.2、实验室模拟
在实验室内,流动现象可以在短得多的时间内和小得多的空间中多次重复出现,可以对多种参量进行隔离并系统地改变实验参量。在实验室内,人们也可以造成自然界很少遇到的特殊情况(如高温、高压),可以使原来无法看到的现象显示出来。现场观测常常是对已有事物、已有工程的观测,而实验室模拟却可以对还没有出现的事物、没有发生的现象(如待设计的工程、机械等)进行观察,使之得到改进。因此,实验室模拟是研究流体力学的重要方法。但是,要使实验数据与现场观测结果相符,必须使流动相似条件(见相似律)完全得到满足。不过对缩尺模型来说,某些相似准数如雷诺数和弗劳德数不易同时满足,某些工程问题的大雷诺数也难以达到。所以在实验室中,通常是针对具体问题,尽量满足某些主要相似条件和参数,然后通过现场观测验证或校正实验结果。
6.3、理论分析
根据流体运动的普遍规律如质量守恒、动量守恒、能量守恒等,利用数学分析的手段,研究流体的运动,解释已知的现象,预测可能发生的结果。
6.4、数值计算
前面提到的采用简化模型后的方程组或封闭的流体力学基本方程组用数值方法求解。电子计算机的出现和发展,使许多原来无法用理论分析求解的复杂流体力学问题有了求得数值解的可能性。数值方法可以部分或完全代替某些实验,节省实验费用。数值计算方法最近发展很快,其重要性与日俱增。
四种研究方法之间的关系:
解决流体力学问题时,现场观测、实验室模拟、理论分析和数值计算几方面是相辅相成的。实验需要理论指导,才能从分散的、表面上无联系的现象和实验数据中得出规律性的结论。反之,理论分析和数值计算也要依靠现场观测和实验室模拟给出物理图案或数据以建立流动的力学模型和数学模式;最后,还须依靠实验来检验这些模型和模式的完善程度。此外,实际流动往往异常复杂(例如湍流),理论分析和数值计算会遇到巨大的数学和计算方面的困难,得不到具体结果,只能通过现场观测和实验室模拟进行研究。
七、流体力学专业的学校
先说明下,下面的先后顺序不代表实力的顺序,别喷哦。因为我国高校太多了,下面如果没有列举到,欢迎补充。
1.北京大学 --工学院 -- 流体力学
2.中国科学院 --力学研究所 -- 流体力学
3北京航空航天大学 --航空科学与工程学院 -- 流体力学
4北京交通大学 --土木建筑工程学院 -- 流体力
5北京科技大学 --土木与环境工程学院 -- 流体力学
6天津大学 --机械工程学院 -- 流体力学
7北京工业大学 --机械工程与应用电子技术学院 -- 流体力学
8中国石油大学(北京) --石油天然气工程学院 -- 流体力学
9中国工程物理研究院 -- 流体力学
10燕山大学 --机械工程学院 -- 流体力学
11太原理工大学 --应用力学研究所、理学院力学系 -- 流体力学
12大连理工大学 --工程力学系 -- 流体力学
13东北大学 --理学院 -- 流体力学
14吉林大学 --汽车工程学院 -- 流体力学
15哈尔滨工业大学 --市政环境工程学院 -- 流体力学
16哈尔滨工程大学 --船舶工程学院 -- 流体力学
17武汉大学 --水利水电学院 -- 流体力学
18复旦大学 --力学与工程科学系 -- 流体力学
19上海交通大学 --船舶海洋与建筑工程学 -- 流体力学
20上海交通大学 --空天科学技术研究院 -- 流体力学
21上海理工大学 --动力工程学院 -- 流体力学
22同济大学 --航空航天与力学学院 -- 流体力学
23中国科学技术大学 --工程学院 -- 流体力学
24中山大学 --工学院 -- 流体力学
25郑州大学 --工程力学系 -- 流体力学
26华中科技大学 --力学系 -- 流体力学
27四川省社会科学院 --理学院 -- 流体力学
28四川省社会科学院 --交通学院 -- 流体力学
29南昌大学 --建筑工程学院 -- 流体力学
30中国海洋大学 --海洋环境学院 -- 流体力学
31中国石油大学 --石油工程学院 -- 流体力学
32 四川大学 --建筑与环境学院 -- 流体力学
33西南交通大学 --应用力学与工程系 -- 流体力学
34昆明理工大学 --建筑工程学院 -- 流体力学
35重庆大学 --资源及环境科学学院 -- 流体力学
36兰州理工大学 --流体动力与控制学院 -- 流体力学
37西安交通大学 --航天航空学院 -- 流体力学
38西安理工大学 --理学院 -- 流体力学
39西北工业大学 --航空学院 -- 流体力学
40西北工业大学 --航海学院 -- 流体力学
41东南大学 --土木工程学院 -- 流体力学
42江苏科技大学 --船舶与海洋工程学院 -- 流体力学
43南京航天航空大学 --航空宇航学院 -- 流体力学
44南京理工大学 --动力工程学院 -- 流体力学
45南京理工大学 --理学院 -- 流体力学
46中国矿业大学 --力学与建筑工程学院 -- 流体力学
47浙江大学 --航空航天学院 -- 流体力学
48武汉理工大学 --理学院 -- 流体力学
49武汉理工大学 --交通学院 -- 流体力学
八、流体力学SCI期刊
可能不是很全面,欢迎补充。
Journal of Fluid Mechanics
Physics of Fluids
Physical Review E
Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences
Experimental Thermal and Fluid Science
European Journal of Mechanics - B/Fluids
AIAA Journal
Experiments in Fluids
Flow, Turbulence and Combustion
International Journal of Heat and Fluid Flow
Journal of Turbulence
部分突破性的流体成果或综述文章会发表在 Nature、Science、Physical Review Letters、Annual Review of Fluid Mechanics 等期刊上。
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