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刚当了4天会员,就成了版主。希望大家捧场。

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发表于 2009-11-30 21:25:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我干流体力学已有20多年了。深知流体力学的困难。我的老师和同事经常说,学习流体力学是一辈子的工作。我现在在大学教流体力学,希望吧流体力学变成一种更接近我们生活的东西。这也是普朗特在他的《流体力学概论》中想做到的。

流体力学的关键是基本概念的掌握。这并不需要很高深的数学。我遇到一个北航流体专业的高材生跟我说,学流体一定要会张量。这完全是误解。

好了,不多说了。我会把我教学上遇到的难点,变成具体的问题,发在这里。希望大家多捧场。
发表于 2009-12-1 02:41:54 | 显示全部楼层
你大过绝对化了,实际上流体力学的复杂性在于你在什么角度看它,它可以是一门应用数学,也可以是一门理论物理,还可以是一门工程科学,不同的人看到和研究不同的内容。

作为简单的工程应用,没有必要搞那么多花花肠子,几个经验公式就能差不多了,而且我们常见的工程问题,误差百分之几百都能说得过去。比如挖个水井,堵个小水坝,当然诸如上天的可能会没那么简单点。

作为物理问题,实际上连续介质假设推导N-S方程也很简单,就三个守恒定理。但是要理解整个复杂的物理过程,却没有那么简单,非要借助定量测量计算和推演。世界上有普朗特头脑的人没有几个,所以规规矩矩的学好数学是必要的,要不然说难听点计算圆柱绕流的阻力还真要费很大的劲才说得清楚。

作为应用数学,N-S方程本身就是一个复杂的弱非线形系统,在不同的初边值条件、不同参数下的数学物理演化千变万化。而且从粒子运动推导微观、介观、宏观运动方程以及相应的适定性问题等等,也都是复杂的学问。

所以楼主仅仅是从流体力学的入门或者教学的角度讲而已,真的要做得深,做得远,深厚的数学物理基础是必须的,现代自然科学张量分析,黎曼几何等是很好的工具。没有这两样工具,所谓广义相对论这些也仅仅是空想而已。我国有很多民科,就是严重曲解了这个意思,整天想而不做,永远不能实现,哪怕那个想法可能是对的,但也不会有人理睬。有了思想,必须有大量的推演、实验、事实观测作为验证。相对论的实验验证非常困难,如果没有严密的推演使得有人信服或者相信值得关注,恐怕也不会有人去实验验证进而普遍承认。

我觉得还是多教导同学们认真学习,善于思考。大胆设想,完了小心求证,才会有出路。
发表于 2009-12-1 02:42:19 | 显示全部楼层
哇,一下写这么多?呵呵,发现真能写
 楼主| 发表于 2009-12-1 04:07:50 | 显示全部楼层
谢谢捧场。有什么心得,与大家交流交流。这对于大学的学生(包括研究生)是很有益的。我讲点我的看法吧。

现在学物理的人已经不把流体力学当成他们的学科了。大概是,从物理的角度上讲,该发现的已经都发现了。连周培源做紊流都已经是被认为偏离了他原来的理论物理了。可能有人不知道,周培源原来是搞量子物理,相对论的。

普朗特的流体力学其实一直是从实际问题出发的。换句话说,普朗特把流体力学变成了工程科学。普朗特的特点是从基础理论出发,来解决实际问题。普朗特,冯卡门,及钱学森等人吧物理,数学,及工程应用合了起来。现在好多流体力学家都在应用数学里,那可能是他们的兴趣的问题。林家翘是在应用数学,可梅强中就是在土木工程。而冯元祯则在生物工程。

所以,我不希望把流体力学人为的拆成理论物理,应用数学,或工程科学的做法。数学是工具。没有足够的数学,一样可以理解包括紊流在内的那些听起来高深的东西。我是没有希望了,只是希望学生中间,有人能够成为普朗特。
发表于 2009-12-1 09:45:05 | 显示全部楼层
楼主说的很好!作为一个科研人员,其实每天面对的就是问题,解决问题的办法可以说哪种好用就用哪种,非要把自己限定在流体力学中,显然会限制自己的思路。周培源过去既搞相对论,也搞湍流,显然他没有把自己用学科框架限制住,而是感兴趣什么就研究什么。有些老先生常说,要从工程应用中发现问题,然后再用理论方法解决问题,但是能做到这一点的人很少,原因就是理论和工程兼长的人要少的多。
发表于 2009-12-1 09:55:11 | 显示全部楼层
我们现在每个人都能说出自己的专业和专业方向,这其实表明我们的眼界和研究范围都是非常局限的。过去看维纳的简介时,感觉有一件事比较好笑。维纳这个人从小就被他父亲作为天才儿童来培养,而他自己也确实表现出了在各个方面的天才,不过虽然是天才但他很听话,他爸爸说什么他就听什么。在上大学的时候,他爸爸说哈佛的哲学专业不错,于是维纳就去上了哲学专业,学了一年感觉没劲又转到另一个大学上数学专业,而他本人的研究兴趣实际是包罗万象,并没有局限在哪个专业里。最后的结果是毕业后找工作时人家问他是哪个专业的,他竟然不知道。这么天才的人物到三十多岁仍然不知自己是哪个专业的,对提职称就有了麻烦。在这种强大的生活压力下,维纳就创立了控制论,成为了控制论之父。 所以,何必把学科分那么细呢?当年亚里士多德把天下学问分为哲学、数学、物理三样,后来做更细的划分应该是出于方便学习的目的,要是反过来成为学生的枷锁岂不悲哀?
发表于 2009-12-1 16:15:53 | 显示全部楼层
高人真多啊!我是机械的,工作之余刚开始学流体,还希望诸位高人多指教啊!
 楼主| 发表于 2009-12-1 18:20:15 | 显示全部楼层
顺着站长说几句。普朗特原来是搞固体力学的。后来,转搞流体。卡门,钱学森都做过固体力学。搞机械的本来就应该是,固体,流体,及控制都懂。
发表于 2009-12-3 15:43:43 | 显示全部楼层
我猜能弄懂流体力学的一定能弄懂固体力学和控制
 楼主| 发表于 2009-12-3 21:09:42 | 显示全部楼层

回复 9# daxiachina 的帖子

这话可只敢在流体论坛里讲。
发表于 2009-12-6 22:55:26 | 显示全部楼层
这里高人真多!老师推荐我们来这个论坛,果然不错!
 楼主| 发表于 2009-12-6 23:06:17 | 显示全部楼层

回复 11# 追求卓越 的帖子

西工大的,还是西交大的?
欢迎把你在学习流体力学时遇到的疑难问题,发到这个论坛上来。我肯定,得到的答案会比你在学校能得到的好。
发表于 2009-12-7 11:54:23 | 显示全部楼层

回复 12# 通流 的帖子

这么说老师会不高兴的。
发表于 2009-12-7 12:41:29 | 显示全部楼层
请大家首先把下面的问题搞明白了先,不要继续误导人了。

http://forum.cfluid.com/cgi-bin/LB5000/topic.cgi?forum=49&topic=385&show=0

http://www.cfluid.com/bbs/viewthread.php?tid=45461&extra=page%3D4
 楼主| 发表于 2009-12-7 12:45:17 | 显示全部楼层
这有什么? 也欢迎老师们来此回答问题啊。要有不懂,提问题也行。
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