[第1课] 流动——无处不在的自然现象

主题:本讲首先介绍了流体的定义和基本属性(流动性、压缩性和动力粘度),然后介绍了自然界和工程界无处不在的流体力学现象,包括浮力、升力、阻力、推力、旋涡、激波、波浪等。再后介绍了流体运动的研究方法,包括质点法和空间点法,介绍了流体运动遵循的三大守恒定律。最后介绍了流线和迹线、流面和流管,以及流体运动的类型。

[第2课] 波浪——水上跳动的音符

主题:本讲首先介绍了波浪现象及其产生的原因,具体介绍了海啸、风浪和涌浪等常见波浪的产生及影响。接下来介绍了海浪的基本特性,包括表面性、随机性和能量传输性以及波浪的叠加。最后介绍了船舶在波浪中的摇荡运动,具体介绍了船舶在波浪中的运动情况,波浪对船舶的危害以及减小这种危害的措施。

[第3课] 漩涡——上帝的难题

主题:本讲首先介绍了漩涡流动的现象,包括自然界中的涡流如黄河湍流、木星红斑、海岛尾流涡街、火山热气涡环等,工程界中的涡流如卡门涡街、管内流动、烟流、机翼尾流等。介绍了不规则涡流即湍流的现象、湍流基本特征及其成因。然后介绍了漩涡流动的研究方法,包括理论研究、实验研究、数值模拟等。本讲还介绍了涡运动数值模拟、涡运动和干扰的数值模拟以及实验研究等典型成果。最后讲述了旋涡流动的利与弊。通过介绍塔科马海峡悬桥的崩塌,指出了漩涡流动的危害。

[第4课]稳性——泰坦尼克号沉没的奥秘

[第5课] 阻力——逆水行舟不进则退的奥秘

主题:本讲首先从力学原理上介绍了船舶阻力与快速性的关系。接下来介绍了船舶阻力的分类及各种阻力成分的成因以及减阻措施,并且重要介绍船舶阻力中的摩擦阻力、兴波阻力和粘压阻力。最后介绍了时下具有先进技术的高性能船舶以及它们在快速性中的表现,主要介绍了水翼艇、气垫船以及多体船等高性能船舶。

[第6课] 潜器——蛟龙号探险的奥秘

主题:本讲通过对蛟龙号载人潜水器7000米海试情况的介绍引出了潜器的概念,并对潜器进行了定义。介绍了载人潜器的发展史,特别是近代以来潜器的发展。重点介绍了潜器运动和操纵的流体力学原理,即潜器下潜和上浮的原理以及潜器水下航行和任意运动的原理等。最后介绍了潜器的结构和材料选用与流体力学相关联的知识。

[第7课] 海洋能——海洋母亲赐予的财富

主题:本讲从海洋空间和海洋资源引出海洋能源概念,首先对海洋能进行了分类,然后分别介绍了潮汐能、潮流能、波浪能、温差能和盐差能的成因、分布、特点、利用方式和转换原理,介绍了典型能量转换装置的结构特点和应用情况。最后展望了海洋能开发利用的前景。

哈尔滨工程大学公开课:船海流体中的奥秘

学校: 哈尔滨工程大学

讲师: 张亮,李云波

集数: 7

授课语言: 中文

类型: 中国大学视频公开课 物理 中国大学视频公开课

课程简介: 本课程一共分为七讲。第一讲介绍船舶与海洋工程的流体力学现象以及这些现象背后的流动成因。第二讲介绍水波的形成、特点、能量传播及船舶兴波,介绍各种船型的动力特点。第三讲介绍漩涡在自然界和工程界中的表现形式、流动特征和研究方法,漩涡造成的灾害以及人类是如何利用漩涡的。第四讲介绍船舶的发展简史、类型和基本参数,船舶能够在水上漂浮的原理,介绍泰坦尼克号破舱进水沉没的过程及原因。第五讲介绍阻力的组成,船舶各种阻力的特点和原理。第六讲介绍水下潜器的基本概念和类型,介绍潜器运动的流体力学原理。第七讲介绍人类如何从海洋中寻求能源的财富,介绍各种海洋能的成因和应用。