北京科技大學(xué)研究生專業(yè)介紹：流體力學(xué) 正文

　　一、學(xué)科、專業(yè)簡(jiǎn)介
　　流體力學(xué)是一門基礎(chǔ)性很強(qiáng)、應(yīng)用性很廣的學(xué)科。本學(xué)科以流體力學(xué)理論與工程科學(xué)研究為基礎(chǔ)，并與工程實(shí)際緊密結(jié)合。主要進(jìn)行流體力學(xué)理論、油氣水多相滲流、環(huán)境流體力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)等方面的研究。它是涉及流體力學(xué)、多孔介質(zhì)理論、物理化學(xué)、工程力學(xué)、多相流體流動(dòng)、環(huán)境工程、生物學(xué)等交叉滲透的一門綜合性學(xué)科。流體力學(xué)也是石油天然氣工程、地下水、水力工程、地下流體資源開發(fā)、地下水污染、環(huán)境保護(hù)、煤和瓦斯突出災(zāi)害的防治、核廢料地下存放等學(xué)科領(lǐng)域的一門重要的支撐性專業(yè)。

　　在研究與開發(fā)能源工程和多介質(zhì)流體流動(dòng)相關(guān)理論與技術(shù)過程中，我們面臨大量的復(fù)雜流體介質(zhì)流動(dòng)問題，諸如牛頓流體在圓管、環(huán)空和平板間的流動(dòng)；兩相或多相流體介質(zhì)在油氣井井筒中的復(fù)雜流動(dòng)；牛頓或非牛頓或多相流體介質(zhì)在多孔巖石介質(zhì)中的線性或非線性流動(dòng)等等。為此我們必須了解和掌握研究這些流動(dòng)的基本原理和方法。通過復(fù)雜流體系統(tǒng)在復(fù)雜流動(dòng)邊界和油氣井流動(dòng)條件下流動(dòng)規(guī)律的研究可以豐富和發(fā)展洗井技術(shù)、射流技術(shù)、破巖技術(shù)、井控技術(shù)、舉升技術(shù)、集輸技術(shù)，提高機(jī)械鉆速，減少井下事故，降低生產(chǎn)成本，因此深入開展該研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)或應(yīng)用基礎(chǔ)研究具有重大的理論與工程實(shí)踐意義。
　　流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)重要分支，具有廣泛的工程應(yīng)用背景，在能源工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)、生命科學(xué)、機(jī)械、土木、車輛、船舶、化工、航空航天、海洋工程等多個(gè)工業(yè)門類中具有重要的作用。本研究方向以流體力學(xué)理論與滲流科學(xué)研究為基礎(chǔ)，并與工程實(shí)際緊密結(jié)合。主要進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)技術(shù)、滲流、環(huán)境流體力學(xué)、物理－化學(xué)流體力學(xué)、工業(yè)流體力學(xué)等方面的研究。
　　
　　二、本學(xué)科設(shè)立主要學(xué)科方向有：
　　（一）滲流力學(xué)
　　流體力學(xué)是專門研究流體通過多孔介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。它在地下水、石油、天然氣開發(fā)、水利、水力工程等領(lǐng)域起到了關(guān)鍵作用，今后還會(huì)在地?zé)?、地下氦、煤層氣、湖鹽井鹽鹵水等地下流體資源開發(fā)、鈾礦、巖鹽礦的瀝取開采、地下水污染、海水入侵、抽水引起的地面沉降、煤和瓦斯突出災(zāi)害的防治，以及地下儲(chǔ)氣庫工程、核廢料地下存放等領(lǐng)域中得到更為廣泛的發(fā)展，顯示出在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中不可替代的地位和巨大作用。它是涉及流體力學(xué)、多孔介質(zhì)理論、表面物理、物理化學(xué)、固體力學(xué)、生物學(xué)等交叉滲透的一門綜合性學(xué)科。本研究方向致力于非均勻復(fù)雜介質(zhì)滲流力學(xué)研究、非線性物理　化學(xué)滲流的研究、多相多組分滲流的研究、非達(dá)西非牛頓流體滲流力學(xué)的研究、復(fù)雜耦合滲流研究及應(yīng)用、環(huán)境及災(zāi)害滲流力學(xué)研究、生物滲流力學(xué)研究。力爭(zhēng)在上述方面取得更大的發(fā)展。
　　（二）物理－化學(xué)流體力學(xué)
　　研究流體流動(dòng)對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化或物理轉(zhuǎn)化的影響以及物理、化學(xué)因素對(duì)流體流動(dòng)的影響等問題的學(xué)科。它與多相流體力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程以及傳遞過程原理等學(xué)科密切聯(lián)系并互相交叉。
　　研究對(duì)象一般是在有限空間內(nèi)除壓差外還常涉及其他物理推動(dòng)力（如濃度梯度、溫度梯度、表面張力和電場(chǎng)力等）或化學(xué)推動(dòng)力的流動(dòng)體系。這些流體在本質(zhì)上屬牛頓流體或非牛頓流體；在組成上屬小分子、高分子、離子或游離基；在混合態(tài)上有微觀流體和宏觀流體；在表面形態(tài)上有氣泡、液滴、固體顆粒懸浮體、乳濁液、射流、毛細(xì)流以及各種多相流等；在流動(dòng)模式上有理想流動(dòng)和各種非理想流動(dòng)；流體在流動(dòng)過程中可伴隨有熱量和質(zhì)量的交換或化學(xué)反應(yīng)。

　　研究?jī)?nèi)容包括：①分散體系的流動(dòng)。包括氣泡、液滴在另一連續(xù)介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)，氣泡和液滴的破裂和聚并，固體粒子流態(tài)化，乳濁液與懸浮液的流動(dòng)和穩(wěn)定性，等等。②界面和毛細(xì)流動(dòng)。包括液體薄膜的流動(dòng)，表面波，射流和霧化，毛細(xì)流動(dòng)，微孔中的擴(kuò)散，滲流和滲析，等等。③流動(dòng)體系中的熱傳遞和質(zhì)傳遞。包括鼓泡層和懸浮液中的相間傳質(zhì)，液滴在氣流中的蒸發(fā)，固體粒子流態(tài)化或氣流輸送中的熱量和質(zhì)量傳遞，氣-液-固三相懸浮系或三相流化床中的熱量和質(zhì)量傳遞，等等。④有化學(xué)反應(yīng)的流動(dòng)。包括均相和非均相燃燒，微觀混合和宏觀混合，返混和流動(dòng)模式分析，示蹤技術(shù)和停留時(shí)間分布，固定床和流化床反應(yīng)器中的流動(dòng)，伴有反應(yīng)的氣-液二相流和氣-液-固三相流，等等。⑤電場(chǎng)中的流體運(yùn)動(dòng)。包括電極動(dòng)力學(xué)，電化腐蝕，極譜，電泳，電滲析和電化學(xué)反應(yīng)器中的流動(dòng)，等等。　

　　此外，如微重力場(chǎng)中的流動(dòng)，晶體的成長(zhǎng)和遷移，聚合物和生物流體的流動(dòng)，磁流體和等離子體的流動(dòng)等，都屬于物理-化學(xué)流體動(dòng)力學(xué)的范疇。
　　研究方法著重于從“細(xì)觀”的角度（如以氣泡、液滴或顆粒為基礎(chǔ)）對(duì)事物進(jìn)行分析和探測(cè)，理論分析和實(shí)驗(yàn)研究并重，其目的在于闡明事物的內(nèi)在規(guī)律并做出機(jī)理性的描述，同時(shí)也注意對(duì)宏觀影響因素的分析和計(jì)算方法。
　　
　?。ㄈ┉h(huán)境流體力學(xué)
　　環(huán)境流體力學(xué)是研究同人類生存環(huán)境及其變遷有關(guān)的流體流動(dòng)問題的力學(xué)分支,也是環(huán)境科學(xué)的重要組成部分.本研究方向主要研究污染問題,如煙氣、粉塵的擴(kuò)散運(yùn)移規(guī)律、污染物在水體、土體、巖體中的擴(kuò)散與富集，各種氣象災(zāi)害(如臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮)，地質(zhì)災(zāi)害(如滑坡、塌方、地面沉降、泥石流、沙漠入侵、瓦斯突出）發(fā)生的機(jī)制、監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)的研究，以及其它自然和工業(yè)災(zāi)害（如各種火災(zāi)）等。
　?。ㄋ模┕こ塘黧w力學(xué)
　　工程流體力學(xué)是一門研究流體平衡和流體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。如孔口與管嘴恒定流、管道恒定流、明渠恒定流、堰閘出流等。工業(yè)生產(chǎn)中也涉及很多流體力學(xué)問題，如礦物分選、浮選、電磁選、重選、廢料廢水回收利用等均是利用重力、流體力學(xué)原理和礦物自身特點(diǎn)結(jié)合物理、化學(xué)等方法進(jìn)行工藝和流程處理和技術(shù)優(yōu)化，并進(jìn)行相應(yīng)的理論研究和應(yīng)用。諸多研究中的流體控制、流體輸運(yùn)、流型利用、流體固體相互作用等在礦物加工工程中的理論和技術(shù)問題仍需進(jìn)行深入研究。多項(xiàng)理論和技術(shù)的結(jié)合將對(duì)礦業(yè)加工工程的學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展將起到推動(dòng)作用。

北京科技大學(xué)

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