第二章 流体静力学 学时数：6

1. 本章学习目标及基本要求:

掌握流体平衡的规律，静止时流体的应力特征，静力学基本方程，流体与它的边界之间的作用力，非惯性系中流体的相对平衡。理解流体静压强概念及其性质；掌握流体静力学基本方程及压力表达；了解相对平衡的问题；掌握静止流体对平壁和曲壁合力计算。

从工程应用的角度来看，在大多数情况下，忽略地球自转和公转的影响，而把地球作为惯性参照系是足够精确的。当流体相对于惯性坐标系（如地球）没有运动时，我们便说流体处于静止状态或平衡状态。当流体相对于非惯性坐标系没有运动时，我们便说流体处于相对静止状态或相对平衡状态。

无论是静止的流体还是相对静止的流体，流体之间没有相对运动，因而粘性作用表现不出来，故切应力为零。

2. 本章教学内容： §2.1 流体静压强特性 §2.2 流体静力学基本方程 §2.3 静止液体对壁面的作用力 §2.4 液体的相对平衡 小结：

作用于流体的力可以分为两类：质量力和表面力。

质量力是直接作用于流体质量（或体积）上的力，通常是指重力，研究电磁流体力学将会涉及电场力，磁场力。

表面力是通过接触作用于表面上的力，在研究粘性流体的动力学问题时，表面力相当复杂。但在流体静力学中，作用于单位面积上的表面力（即应力）特性简明：只存在法向应力，并且各向同性，这就是我们经常说的压力。当我们将身体潜入水中时，身体

表面承受的静水压力总是垂直于表面的。

流体静止平衡的基本方程就是要建立质量力和表面力之间的关系式。除了用分析流体微元受力的方法建立平衡方程外，我们还可用数学的手段直接导出该方程：对于任意流体团，其受的合力为零。

事实上，当同一种液体在同一容器中静止平衡时，同一水平高度上各点压力相等；此时

容器内两点的压力之差等于两点高度差乘以液柱重量。

这一原理广泛应用于各种Ｕ形压力计。

，相当于一个高度为ｈ的单位面积上的

非惯性坐标系里液体的相对平衡问题，其质量力 对于直线匀加速运动坐标系 其平衡方程为

对于绕固定轴等角速旋转的坐标系 其平衡方程为 常见问题解答：

除包含重力外，还应有惯性力。

1．平壁面上所受液体总压力等于平面形心点Ｃ的压力乘以平面面积，但压力的作用点并不是形心，如何解释？

解：若仅考虑液体的附加作用力（大多数工程问题均如此考虑）

此时力的作用点遵循：

即：

而根据惯性矩平行移轴定理

图2-12 倾斜平面上的液体总压力