仿生流體力學的案例
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它給出的速度正好等于物體從高度h 自由落下所獲得的速度，這個結果是在理想流體的假定下求出的，實際上由于內摩擦的作用，流速應比√2gh 小1-2%。小孔流量為
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關于計算流體力學，你知道多少？ 附計算流體力學從實踐中學習下載
流體力學，是研究流體（液體和氣體）的力學運動規律及其應用的學科。主要研究在各種力的作用下，流體本身的狀態，以及流體和固體壁面、流體和流體間、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重要分支，它主要研究流體本身的靜止狀態和運動狀態，以及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動的規律。在生活、環保、科學技術及工程中具有重要的應用價值。
計算流體力學的發展
計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics）簡寫為CFD，是20世紀60年代起伴隨計算科學與工程（Computational Science and Engineering, 簡稱CSE）迅速崛起的一門學科分支，經過半個世紀的迅猛發展，這門學科已經是相當的成熟了，一個重要的標志就是近幾十年來，各種CFD通用軟件的陸續出現，成為商品化軟件，服務于傳統的流體力學和流體工程領域，如航空、航天、船舶、水利等。隨著CFD通用軟件的性能日益完善，應用的范圍也不斷的擴大，在化工、冶金、建筑、環境等相關領域中也被廣泛應用。
現代流體力學研究方法包括理論分析，數值計算和實驗研究三個方面。
展開 生物力學與仿生材料新進展！
生物材料盡管由性能并不突出的簡單組元在相對溫和的條件下組裝而成，但卻表現出優異的綜合力學性能和功能特性，這主要得益于其跨越不同尺度的復雜而巧妙的組織結構，特別是由此帶來的獨特的變形與斷裂機制和強韌化機理。
近期，中科院金屬所材料疲勞與斷裂實驗室生物力學與仿生材料研究組劉增乾博士帶領研究團隊在金屬所“引進優秀學者”項目資助下，根據“認識自然–理解自然–學習自然”的思路，從材料科學角度揭示自然界中典型生物材料的組織結構及賦予其優異性能的關鍵機理，提煉天然與人造材料共性的優化設計原則，進而將其應用于人造材料體系，通過仿生設計實現人造材料的性能優化，從而改善并提高其抵抗疲勞斷裂的能力。
該研究組在系統闡明天然生物材料梯度設計的形式、原則及其起到的作用與機制的基礎上，首次提出了新型材料組織結構取向梯度的概念與設計原則，建立了組織結構取向以及變形過程中發生的結構再取向與材料力學性能之間的系統定量關系，闡明了梯度結構取向與再取向對力學性能的優化機理，提煉了改善材料綜合力學性能的仿生設計新思路，即通過控制微觀組織結構取向實現材料的局域剛度、強度與韌性的優化分布與相互匹配，從而提高材料整體的力學性能。
同時，該研究組首次發現，材料在加載過程中發生的組織結構再取向不僅可以提高其變形能力，更能夠為實現綜合力學性能的改善提供有效的途徑，如圖1所示。
展開 流體力學的時空演繹 附流體力學張兆順下載
05
宏觀尺度的連續流體力學
如果說統計物理是一座連接宏觀和微觀的橋梁，那么對于流體力學來說，橋梁的一頭是離散的微觀粒子，另一頭便是基于連續介質假定的經典流體力學。而努森數（Kn）則是這座橋梁的銘牌，它定義為分子平均自由程和宏觀物理尺度的比值，代表了流體的連續程度。
從努森數的定義可知，努森數越大，意味著物理尺度和分子平均自由程越接近，分子的離散效應越強，分子之間復雜的作用力越重要；反之，當努森數很小時，意味著物理尺度遠遠大于分子自由程，分子內部的相互作用開始被忽略，而宏觀流體的密度、速度、溫度和壓力等參量開始被關注，于是便成就了我們在書本里學到的經典流體力學。
經典流體力學刻畫的是人類生活和生產的時空尺度，其中最典型的代表便是描述流體運動的N-S方程。從歐拉的無粘運動方程開始，經過納維關于粘性的思考和柯西的張量思維，斯托克斯在1845年完成了N-S方程的推導，通過運動方程直接描述宏觀層面的流體運動。隨后，N-S方程歷經百年的發展和迭代，通過計算流體力學（CFD）的方式融入到了各行各業的工程應用中。
展開 
流體力學微課--第1講--流體力學簡介
這是流體力學視頻的第1講。
主要講流體和流體力學的特點。
一文帶你了解計算流體力學CFD及其應用領域 附計算流體力學基礎任玉新下載
計算流體力學的發展
計算流體動力學 (Computational Fluid Dynamics) 簡寫為CFD，經過半個世紀的迅猛發展，這門學科已經是相當的成熟了，一個重要的標志就是近幾十年來，各種CFD通用軟件的陸續出現，成為商品化軟件，服務于傳統的流體力學和流體工程領域，如航空、航天、船舶、水利等。隨著CFD通用軟件的性能日益完善，應用的范圍也不斷的擴大，在化工、冶金、建筑、環境等相關領域中也被廣泛應用。
現代流體力學研究方法包括理論分析，數值計算和實驗研究三個方面。這些方法針對不同的角度進行研究，相互補充。理論分析研究能夠表述參數影響形式，為數值計算和實驗研究提供了有效的指導；試驗是認識客觀現實的有效手段，驗證理論分析和數值計算的正確性；計算流體力學通過提供模擬真實流動的經濟手段補充理論及試驗的空缺。
更重要的是，計算流體力學提供了廉價的模擬、設計和優化的工具，以及提供了分析三維復雜流動的工具。在復雜的情況下，測量往往是很困難的，甚至是不可能的，而計算流體力學則能方便的提供全部流場范圍的詳細信息。與試驗相比，計算流體力學具有對于參數沒有什么限制，費用少，流場無干擾的特點。出于計算流體力學如此的優點，我們選擇它來進行模擬計算。簡單來說，計算流體力學所扮演的角色是：通過直觀地顯示計算結果，對流動結構進行仔細的研究。
計算流體力學在數值研究大體上沿兩個方向發展，一個是在簡單的幾何外形下，通過數值方法來發現一些基本的物理規律和現象，或者發展更好的計算方法；另一個則為解決工程實際需要，直接通過數值模擬進行預測，為工程設計提供依據。理論的預測出自于數學模型的結果，而不是出自于一個實際的物理模型的結果。
展開 仿生材料的微組織結構對力學性能的影響
生物材料盡管由性能并不突出的簡單組元在相對溫和的條件下組裝而成，但卻表現出優異的綜合力學性能和功能特性，這主要得益于其跨越不同尺度的復雜而巧妙的組織結構，特別是由此帶來的獨特的變形與斷裂機制和強韌化機理。
圖1 原使取向與受力之后微組織結構的再取向
中科院某科研團隊系統地闡明了天然生物材料梯度設計的形式、原則及其起到的作用與機制的基礎上，首次提出了新型材料組織結構取向梯度的概念與設計原則，建立了組織結構取向以及變形過程中發生的結構再取向與材料力學性能之間的系統定量關系，通過控制微觀組織結構取向實現材料的局域剛度、強度與韌性的優化分布與相互匹配，從而提高材料整體的力學性能。
圖2 材料通過微觀組織結構再取向實現綜合力學性能的全面同步提升
同時該課題組發現：材料在加載過程中發生的組織結構再取向不僅可以提高其變形能力，更能夠為實現綜合力學性能的改善提供有效的途徑，如圖2所示。通過調整自身的組織結構與所受外力之間的取向關系，材料在拉伸條件下的剛度和強度逐步提高，同時裂紋擴展路徑逐漸偏離最大正應力方向，因而斷裂韌性得以同步增強；而在壓縮條件下，材料的力學穩定性與劈裂韌性也表現出同步增大的趨勢。因此，材料可以利用有限的變形實現其剛度、強度、穩定性與斷裂韌性的全面提升，而這些性能本身則往往體現出相互制約的關系。
(a) 復合結構在受到壓力之后逐漸偏離正應力方向；(b、c) 取向軸的角度偏離微觀、宏觀表述
圖3
原文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201705220
來源：材料前沿科技微信公眾號（ID：clqykj），作者：Mr.Five。
展開 生物固體力學，流體力學相關應用
醫學三維圖像(Mimics)及生物力學(ANSYS)建模仿真技術
正規國家事業單位下屬培訓中心主辦
由南方醫科大學（第一軍醫大學）副教授張美超老師主講
一、時間地點:
2020年11月26日— 2020年11月29日 遠程在線直播課程
2020年11月26日— 2020年11月29日 北京.機房上機實踐
培訓內容（通過網上直播平臺進行實時授課）
一：有限元法概述及分析（生物力學基礎）有限元建?；A知識培訓
二：mimics軟件(上機操作案例分析)：醫學有限元模型的特點及建模方法
三：ANSYS有限元分析操作 ANSYS軟件界面及功能模塊介紹
四：醫學臨床中的有限元（生物力學具體案例分析）
輔助課程
1）其它相關軟件介紹 Geomagic，Freeform， hypermesh等
2）結合臨床的課題分析與設計思路
3）自由問答
4）建立QQ群長期學習平臺
五、生物力學具體案例分析
1、頸椎前路蝶型鋼板力學分析
2、人工椎間盤置換術后力學分析
3、樞椎前后方不同角度載荷時應力分析
4、股骨-脛骨復合體在人體體重沖擊下的運動力學響應研究
5、帶鎖髓內針、DHS鋼板及近端鎖定鋼板生物力學性能比較
6、人體胸廓急救按壓力學仿真
7、微種植支抗改善露齦笑的有限元分析研究
8、下頜骨體部缺損鈦板重建有限元分析研究
六、聯系方式：
聯系人: 李連杰老師：13311241619
QQ：1503177939
醫學有限元學習群群號： 858387385（加群備注：李連杰老師邀請）
另有《生物流體力學建模仿真技術培訓班》
2020年12月10日— 2020年12月13日
生物流體力學培訓班QQ群號：946428130（加群備注：李連杰老師邀請）
展開 流體工程師狂喜：用代理模型做流體力學計算
但結構流體不分家，不能厚此薄彼。
再分享個案例，用代理模型快速做流場計算。
案例背景是飛機的重要結構——機翼，飛機能否離地，是否省油，好不好控制，都要看機翼。
機翼的升力、阻力、升阻比等指標一直是CFD模擬中的?？?。機翼的形狀確定后，這些指標還會受到攻角、雷諾數的影響。
所以CFD仿真工程師常做一件事：對同一個機翼，重復地“變攻角——畫網格——計算——變雷諾數——畫網格——計算——變攻角...”
其中心酸，聞者流淚。
下面這個表格就是用CFD計算得到的結果，足足有700多行。
其中Alfa是攻角，Re是雷諾數，均為輸入值。Cl是升力系數，Cd是阻力系數，Cm是俯仰力矩系數，均為輸出值。
我們要做的，是基于這些數據得到一個代理模型。之后遇到新的攻角和雷諾數組合，就可以擺脫CFD，直接用代理模型計算了。
創建代理模型第一步，打開數據建模軟件DTEmpower。沒安裝的可到天洑軟件官網下載，安裝就自帶免費試用。
軟件啟動后，新建項目，導入數據表格。
然后創建流程，選擇專業模式。之后在畫布依次拖入數據讀取、空值處理、變量設定、數據清理AIOD以及數據分割節點。
數據清理的作用是給每組數據的風險值打個分，并剔除風險高的異常數據，防止影響建模精度。
數據分割節點的作用是把數據分成兩部分，分別用來做模型訓練和模型精度測試，默認按照3:1的比例分割。
數據處理之后，拖入模型訓練算法。因為不知道哪種算法合適，所以干脆拖入多個，同時訓練，訓練之后選個精度高的。
最后連線，表示數據傳遞。完整的工程界面長這樣↓，很漂亮。
注意，數據分割到模型對比這一條線，傳遞的數據應該是測試集，test data，而不是訓練集。
展開 ：界面接觸力學與潤滑行為的科學詮釋 - 仿生自適應潤滑調控材料
軟物質濕滑材料在受力剪切條件下通常會發生嚴重的彈性變形，這不僅對滑動界面實現低摩擦狀態不利，而且會引起材料力學疲勞甚至結構破壞，加速磨損的產生。在確保界面高度水化的條件下，如何抵制軟物質材料的彈性變形，實現潤滑、承載和抗磨的統一，對于認識界面接觸力學與潤滑行為的科學關系以及開發仿生智能軟體機器人具有重要意義。
自然界中，很多生物體的軟組織或器官進化出了具有力學模量動態可調控特征的先進機制，可實現界面接觸狀態的動態轉變，以滿足運動過程中對不同界面摩擦/潤滑量級的需求。以鯰魚為例，其表面通常展現出濕滑的特性（親水的天然大分子層），在我們意識里面應該很難抓住它。事實上，在鯰魚處于平靜狀態時，我們仍然能夠很容易地用手抓住它。然而，一旦鯰魚發生掙扎，其將很容易從我們手中掙脫掉；此時，我們會感觸到魚皮表面進入了一種硬化和超滑的狀態；這主要是因為鯰魚受到外界刺激時，肌肉系統應激發生了快速硬化，導致手掌和魚皮表面接觸點大幅度減小，摩擦力顯著降低。
最近，受鯰魚肌肉硬化觸發的潤滑轉變行為啟發，中科院蘭州化學物理研究所周峰/麻拴紅團隊，報告了一種新型的模量自適應潤滑水凝膠材料，該材料由幾十微米厚度的表面聚電解質親水潤滑層（模擬鯰魚濕滑的表皮）和具有熱觸發相變特征的底部水凝膠承載層（模擬鯰魚的肌肉單元）組成?？蒲腥藛T通過球-盤往復滑動摩擦測試方式驗證了制備材料的智能潤滑調控行為。低溫條件下，材料處于軟質凝膠態（模量：~0.3 MPa），盡管潤滑層處于高度水化狀態，滑動剪切仍然會引起材料的嚴重彈性畸變，此時摩擦對偶與材料表面接觸充分，使得界面摩擦系數較大（μ~0.37）。
展開 關于計算流體力學，你知道多少？ 附計算流體動力學分析下載
計算流體力學的發展
計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics）簡寫為CFD，是20世紀60年代起伴隨計算科學與工程（Computational Science and Engineering, 簡稱CSE）迅速崛起的一門學科分支，經過半個世紀的迅猛發展，這門學科已經是相當的成熟了，一個重要的標志就是近幾十年來，各種CFD通用軟件的陸續出現，成為商品化軟件，服務于傳統的流體力學和流體工程領域，如航空、航天、船舶、水利等。隨著CFD通用軟件的性能日益完善，應用的范圍也不斷的擴大，在化工、冶金、建筑、環境等相關領域中也被廣泛應用。
現代流體力學研究方法包括理論分析，數值計算和實驗研究三個方面。這些方法針對不同的角度進行研究，相互補充。理論分析研究能夠表述參數影響形式，為數值計算和實驗研究提供了有效的指導；試驗是認識客觀現實的有效手段，驗證理論分析和數值計算的正確性；計算流體力學通過提供模擬真實流動的經濟手段補充理論及試驗的空缺。
更重要的是，計算流體力學提供了廉價的模擬、設計和優化的工具，以及提供了分析三維復雜流動的工具。在復雜的情況下，測量往往是很困難的，甚至是不可能的，而計算流體力學則能方便的提供全部流場范圍的詳細信息。與試驗相比，計算流體力學具有對于參數沒有什么限制，費用少，流場無干擾的特點。出于計算流體力學如此的優點，我們選擇它來進行模擬計算。簡單來說，計算流體力學所扮演的角色是：通過直觀地顯示計算結果，對流動結構進行仔細的研究。
計算流體力學在數值研究大體上沿兩個方向發展，一個是在簡單的幾何外形下，通過數值方法來發現一些基本的物理規律和現象，或者發展更好的計算方法；另一個則為解決工程實際需要，直接通過數值模擬進行預測，為工程設計提供依據。
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CFD（計算流體力學）在各行業中的應用 附王福軍計算流體動力學分析-CFD軟件原理與應用下載
CFD（計算流體力學）技術的發展源于核武器、航空航天等一些高科技領域。過去由于CFD技術涉及復雜的流體力學理論讓人望而卻步。如今，隨著計算機以及相關技術的迅速發展，特別是一些CFD商業軟件的出現，CFD技術已不再是停留在“象牙塔”中的高深學問，它已在各個工業領域中發揮出越來越大的作用。知網的數據顯示，CFD相關文獻在各行業內的分布較均衡且數量較多，說明目前CFD在國內的影響非常廣泛。
CFD相關文獻在各行業中的分布情況（來源于知網2022年2月）
CFD在各行業的一些應用如下。
1. 航空航天
就航空航天工程應用而言，CFD的貢獻與成就是舉世矚目的，從低速、高速、跨聲速、超聲速到高超聲速，CFD數值技術在不斷地拓展其應用范圍。在工程應用方面，CFD經歷了從平板/翼型到機翼/全機的復雜構型數值模擬，從簡單的簡諧運動到六自由度多體分離、投放，螺旋槳、直升機滑流，這些無不凝聚著CFD研究人員與工程師們的智慧與付出。從單一流場的數值模擬到氣動噪聲、考慮結構變形、電磁計算、等離子控制和飛行力學等學科的耦合，CFD技術在氣動設計、氣動彈性、等離子主動控制、多物理場耦合、數字化飛行、控制律驗證等領域發揮著越來越重要的作用。CFD不再僅僅是一個計算平臺，而且開始成為飛行器設計過程中不可缺少的工具。
2. 化工
化工工程是CFD重要的應用與發展領域，著名的CFD商業軟件Fluent就誕生于化工領域，CFD能夠準確地描述化工過程中的流體流動、混合、傳熱規律，近年來逐漸開始耦合到化學反應中應用于化學工程領域，并表現出巨大潛力。
展開 誰有法國德布羅意研究所關于量子力學的流體力學表象的文章
誰有法國德布羅意研究所關于量子力學的流體力學表象的文章
很多文章都提到量子力學的流體力學表象，但是都沒有講清楚方程是個啥樣子，
尤其是科大沈XX那本書，盡是些白話文，求深入一點的書籍和文章
另外，也求關于量子力學系綜和熱力學系綜理論之間聯系的文章
計算流體力學 | 控制方程
內容結構指引
計算流體力學概述 | 流體力學的一些基本概念 | 流體力學的控制方程
粘性流動的控制方程（納維-斯托克斯方程） | 無粘流的控制方程（歐拉方程）
適合CFD的控制方程 | NS方程的無量綱化 | 簡化NS方程
主要名詞檢索
計算流體力學（CFD） | 離散化 | 連續介質假設 | 流動微團 | 控制體 | 流動模型 | 物質導數
當地導數 | 遷移導數 | 速度散度 | 拉格朗日描述 | 歐拉描述 | 控制方程 | 連續性方程 | 動量方程
能量方程 | 守恒型 | 非守恒型 | 納維-斯托克斯方程 | 歐拉方程 | 守恒型方程的向量形式
通向量 | 源項 | 解向量 | 無量綱量 | 特征量 | 無量綱化 | 定常流方程 | 不可壓流方程
邊界層方程 | 小擾動方程
計算流體力學概述
a. 定義
計算流體力學（CFD）是 通過數值方法求解流體力學控制方程，得到流場的離散定量描述，并以此預測流體運動規律的學科。
實際問題的流動控制方程復雜，解析解難以獲得，我們通常采用數值方法求解，值得一提的是，在計算機產生之前，數值方法已然產生。
離散化分為流場的離散化（網格生成）與方程的離散化（計算格式）
流體力學研究的三種方法
CFD與試驗相比各有千秋，CFD不能完全替代真實試驗
b. CFD常用方法
CFD常用方法
c.
展開 大氣中的流體力學
文章來自：流體力學learning
撰稿人：陸高明、關哲偉、韓靜
一、大氣壓強
測量大氣壓的儀器叫做氣壓計，常見的有水銀氣壓計。1標準大氣壓（1atm）= 760毫米汞柱（mmHg）。
液體在重力場的壓強表達式(在z軸垂直向上的直角坐標系)：
上式可改寫為:
該式稱為流體靜力學基本方程（確定流體內部壓力場的靜力學方程式）。
推導過程：
作用在流體上的兩種力：體積力（多數為重力）和表面力。
大氣作為流體，它的運動具有流體運動的共性，因此常用流體力學的基本方程組去研究。對于大氣層來說，越高的地方密度就越低，重力加速度則越小。密度和重力加速度隨高度的變化帶入到剛才得出的微分方程中，就可以計算出任意高度處的壓力。
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