材料工程基礎——讀書報告基于專業的局限，可能關于流體力學的認識有些膚淺，下列是我對流體力學的懂得與實例的分析。流體力學要緊研究在各類力的作用下，流體本身的狀態，與流體與固體壁面、流體與流體間、流體與其他運動形態之間的相互作用的力學分支。流體力學是力學的一個分支。流體力學中研究得最多的流體是水與空氣。它的要緊基礎是牛頓運動定律與質量守恒定律，常常還要用到熱力學知識，有的時候還用到宏觀電動力學的基本定律、本構方程與物理學、化學的基礎知識。除水與空氣以外，流體還指作為汽輪機工作介質的水蒸氣、潤滑油、地下石油、含泥沙的江水、血液、超高壓作用下的金屬與燃燒后產生成分復雜的氣體、高溫條件下的等離子體等等。氣象、水利的研究，船舶、飛行器、葉輪機械與核電站的設計及其運行，可燃氣體或者炸藥的爆炸，與天體物理的若干問題等等，都廣泛地用到流體力學知識。許多現代科學技術所關心的問題既受流體力學的指導，同時也促進了它不斷地進展。1950年后，電子計算機的進展又給予流體力學以極大的推動。流體力學是在人類同自然界作斗爭與在生產實踐中逐步進展起來的。古時中國有大禹治水疏通江河的傳說；秦朝李冰父子帶領勞動人民修建的都江堰，至今還在發揮著作用；大約與此同時，古羅馬人建成了大規模的供水管道系統等等。

20世紀初，飛機的出現極大地促進了空氣動力學的進展。航空事業的進展，期望能夠揭示飛行器周圍的壓力分布、飛行器的受力狀況與阻力等問題，這就促進了流體力學在實驗與理論分析方面的進展。20世紀初，以儒科夫斯基、恰普雷金、普朗克等為代表的科學家，開創了以無粘不可壓縮流體位勢流理論為基礎的機翼理論，闡明了機翼如何會受到舉力，從而空氣能把很重的飛機托上天空。機翼理論的正確性，使人們重新認識無粘流體的理論，確信了它指導工程設計的重大意義。今天我要談的就是流體力學在飛機上的應用。機翼理論與邊界層理論的建立與進展是流體力學的一次重大進展，它使無粘流體理論同粘性流體的邊界層理論很好地結合起來。隨著汽輪機的完善與飛機飛行速度提高到每秒50米以上，又迅速擴展了從19世紀就開始的，對空氣密度變化效應的實驗與理論研究，為高速飛行提供了理論指導。機翼在使飛機升空飛行中的重要作用。飛機在飛行過程中受到四種作用力：升力----由機翼產生的向上作用力。重力----與升力相反的向下作用力，由飛機及其運載的人員、貨物、設備的重量產生。推力----由發動機產生的向前作用力。阻力----由空氣阻力產生的向后作用力，能使飛機減速。由此可見，機翼的要緊功用就是產生升力，以支持飛機在空中飛行。它為什么能產生升力呢？

首先要從飛機機翼具有特殊的剖面說起，前面名詞解釋已提到，機翼橫斷面（橫向剖面）的形狀稱之翼型，機翼剖面的集合特性與機翼的空氣動力有密切的關系。從側面看，機翼頂部彎曲，而底部相對較平。機翼在空氣中穿過將氣流分隔開來。一部分空氣從機翼上方流過，另一部分從下方流過。機翼產生升力的原因：空氣的流淌在日常生活中是看不見的，但低速氣流的流淌卻與水流有較大的相似性。日常的生活經驗告訴我們，當水流以一個相對穩固的流量流過河床時，在河面較寬的地方流速慢，在河面較窄的地方流速快。流過機翼的氣流與河床中的流水類似，由于機翼通常是不對稱的，上表面比較凸，而下表面比較平，流過機翼上表面的氣流就類似于較窄地方的流水，流速較快，而流過機翼下表面的氣流正好相反，類似于較寬地方的流水，流速較上表面的氣流慢。根據流體力學的基本原理，流淌慢的大氣壓強較大，而流淌快的大氣壓強較小，這樣機翼下表面的壓強就比上表面的壓強高，換一句話說，就是大氣施加與機翼下表面的壓力(方向向上)比施加于機翼上表面的壓力(方向向下)大，二者的壓力差便形成了飛機的升力。簡單來說，飛機向前飛行得越快，機翼產生的氣動升力也就越大。當升力大于重力時，飛機就能夠向上爬升；當升力小于重力時，飛機就能夠降低高度。當飛機的機翼為對稱形狀，氣流沿著機翼對稱軸流淌時，由于機翼兩個表面的形狀一樣，因而氣流速度一樣，所產生的壓力也一樣，如今機翼不產生升力。但是當對稱機翼以一定的傾斜角（稱之攻角或者迎角）在空氣中運動時，就會出現與非對稱機翼類似的流淌現象，使得上下表面的壓力不一致，從而也會產生升力。機翼升力的產生要緊靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正壓力的作用，通常機翼上表面形成的吸力占總升力的60-80%左右，下表面的正壓形成的升力只占總升力的20-40%左右。飛機飛行在空氣中會有各類阻力，阻力是與飛機運動方向相反的空氣動力，它阻礙飛機的前進，這里我們也需要對它有所熟悉。按阻力產生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力與干擾阻力。1.摩擦阻力——空氣的物理特性之一就是粘性。當空氣流過飛機表面時，由于粘性，空氣同飛機表面發生摩擦，產生一個阻止飛機前進的力，這個力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小，決定于空氣的粘性，飛機的表面狀況，與同空氣相接觸的飛機表面積。空氣粘性越大、飛機表面越粗糙、飛機表面積越大，摩擦阻力就越大。2.壓差阻力——人在逆風中行走，會感到阻力的作用，這就是一種壓差阻力。這種由前后壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機的機身、尾翼等部件都會產生壓差阻力。3.誘導阻力——升力產生的同時還對飛機附加了一種阻力。這種因產生升力而誘導出來的阻力稱之誘導阻力，是飛機為產生升力而付出的一種“代價”。其產生的過程較復雜這里就不在詳訴。4.干擾阻力——它是飛機各部分之間因氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。這種阻力容易產生在機身與機翼、機身與尾翼、機翼發動機短艙、機翼與副油箱之間。影響升力與阻力的因素：升力與阻力是飛機在空氣之間的相對運動中（相對氣流）中產生的。影響升力與阻力的基本因素有：機翼在氣流中的相對位置（迎角）、氣流的速度與空氣密度與飛機本身的特點（飛機表面質量、機翼形狀、機翼面積、是否使用襟翼與前緣翼縫是否張開等）。1.迎角對升力與阻力的影響——相對氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角。在飛行速度等其它條件相同的情況下，得到最大升力的迎角，叫做臨界迎角。在小于臨界迎角范圍內增大迎角，升力增大：超過臨界臨界迎角后，再增大迎角，升力反而減小。迎角增大，阻力也越大，迎角越大，阻力增加越多：超過臨界迎角，阻力急劇增大。2.飛行速度與空氣密度對升力阻力的影響——飛行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力與飛行速度的平方成正比例，即速度增大到原先的兩倍，升力與阻力增大到原先的四倍：速度增大到原先的三倍，勝利與阻力也會增大到原先的九倍。空氣密度大，空氣動力大，升力與阻力自然也大。空氣密度增大為原先的兩倍，升力與阻力也增大為原先的兩倍，即升力與阻力與空氣密度成正比例。3，機翼面積，形狀與表面質量對升力、阻力的影響——機翼面積大，升力大，阻力也大。升力與阻力都與機翼面積的大小成正比例。機翼形狀對升力、阻力有很大影響，從機翼切面形狀的相對厚度、最大厚度位置、機翼平面形狀、襟翼與前緣翼縫的位置到機翼結冰都對升力、阻力影響較大。還有飛機表面光滑與否對摩擦阻力也會有影響，飛機表面相對光滑，阻力相對也會較小，反之則大.。機翼的剖面如下圖：向上的氣流較快，根據"白努利定律"流速快的流體壓力較小，因此翼面會受向上的升力。附：飛機與滑翔機是如何在空中不下沉的？通過造機翼模型，并使它在空中升起，你就能找到答案。這將向你顯示運動的空氣是如何使飛行器與鳥類飛行的。1.按圖示將紙折成兩半。一半稍比另一半小些。2.把紙翻過來把邊粘在一起。機翼的上部呈彎曲狀。3.用鍋筆在機翼的兩邊各扎一個小孔。在一個孔的上方對應地扎出另一個孔。4.剪一小段吸管。剪下的吸管的長度，要足夠能穿過機翼。5.把吸管穿過機翼上的孔，用膠帶固定。6.將細繩穿過吸管。7.將細繩系在某固定物體上，使機翼能上下移動，用吹風機吹