北京科技大学研究生专业介绍：流体力学

专业介绍来源：中国半岛真人体育 2016-05-25　相关院校：北京科技大学

一、学科、专业简介

流体力学是一门基础性很强、应用性很广的学科。本学科以流体力学理论与工程科学研究为基础，并与工程实际紧密结合。主要进行流体力学理论、油气水多相渗流、环境流体力学、水动力学等方面的研究。它是涉及流体力学、多孔介质理论、物理化学、工程力学、多相流体流动、环境工程、生物学等交叉渗透的一门综合性学科。流体力学也是石油天然气工程、地下水、水力工程、地下流体资源开发、地下水污染、环境保护、煤和瓦斯突出灾害的防治、核废料地下存放等学科领域的一门重要的支撑性专业。

在研究与开发能源工程和多介质流体流动相关理论与技术过程中，我们面临大量的复杂流体介质流动问题，诸如牛顿流体在圆管、环空和平板间的流动；两相或多相流体介质在油气井井筒中的复杂流动；牛顿或非牛顿或多相流体介质在多孔岩石介质中的线性或非线性流动等等。为此我们必须了解和掌握研究这些流动的基本原理和方法。通过复杂流体系统在复杂流动边界和油气井流动条件下流动规律的研究可以丰富和发展洗井技术、射流技术、破岩技术、井控技术、举升技术、集输技术，提高机械钻速，减少井下事故，降低生产成本，因此深入开展该研究领域的基础或应用基础研究具有重大的理论与工程实践意义。

流体力学是力学的一个重要分支，具有广泛的工程应用背景，在能源工程、环境工程、材料科学、生命科学、机械、土木、车辆、船舶、化工、航空航天、海洋工程等多个工业门类中具有重要的作用。本研究方向以流体力学理论与渗流科学研究为基础，并与工程实际紧密结合。主要进行计算流体力学、流体力学实验方法与实验技术、渗流、环境流体力学、物理－化学流体力学、工业流体力学等方面的研究。

二、本学科设立主要学科方向有：

（一）渗流力学

流体力学是专门研究流体通过多孔介质的运动形态和运动规律的科学。它在地下水、石油、天然气开发、水利、水力工程等领域起到了关键作用，今后还会在地热、地下氦、煤层气、湖盐井盐卤水等地下流体资源开发、铀矿、岩盐矿的沥取开采、地下水污染、海水入侵、抽水引起的地面沉降、煤和瓦斯突出灾害的防治，以及地下储气库工程、核废料地下存放等领域中得到更为广泛的发展，显示出在国民经济和社会发展中不可替代的地位和巨大作用。它是涉及流体力学、多孔介质理论、表面物理、物理化学、固体力学、生物学等交叉渗透的一门综合性学科。本研究方向致力于非均匀复杂介质渗流力学研究、非线性物理　化学渗流的研究、多相多组分渗流的研究、非达西非牛顿流体渗流力学的研究、复杂耦合渗流研究及应用、环境及灾害渗流力学研究、生物渗流力学研究。力争在上述方面取得更大的发展。

（二）物理－化学流体力学

研究流体流动对化学转化或物理转化的影响以及物理、化学因素对流体流动的影响等问题的学科。它与多相流体力学、化学反应工程以及传递过程原理等学科密切联系并互相交叉。

研究对象一般是在有限空间内除压差外还常涉及其他物理推动力（如浓度梯度、温度梯度、表面张力和电场力等）或化学推动力的流动体系。这些流体在本质上属牛顿流体或非牛顿流体；在组成上属小分子、高分子、离子或游离基；在混合态上有微观流体和宏观流体；在表面形态上有气泡、液滴、固体颗粒悬浮体、乳浊液、射流、毛细流以及各种多相流等；在流动模式上有理想流动和各种非理想流动；流体在流动过程中可伴随有热量和质量的交换或化学反应。

研究内容包括：①分散体系的流动。包括气泡、液滴在另一连续介质中的运动，气泡和液滴的破裂和聚并，固体粒子流态化，乳浊液与悬浮液的流动和稳定性，等等。②界面和毛细流动。包括液体薄膜的流动，表面波，射流和雾化，毛细流动，微孔中的扩散，渗流和渗析，等等。③流动体系中的热传递和质传递。包括鼓泡层和悬浮液中的相间传质，液滴在气流中的蒸发，固体粒子流态化或气流输送中的热量和质量传递，气-液-固三相悬浮系或三相流化床中的热量和质量传递，等等。④有化学反应的流动。包括均相和非均相燃烧，微观混合和宏观混合，返混和流动模式分析，示踪技术和停留时间分布，固定床和流化床反应器中的流动，伴有反应的气-液二相流和气-液-固三相流，等等。⑤电场中的流体运动。包括电极动力学，电化腐蚀，极谱，电泳，电渗析和电化学反应器中的流动，等等。　

此外，如微重力场中的流动，晶体的成长和迁移，聚合物和生物流体的流动，磁流体和等离子体的流动等，都属于物理-化学流体动力学的范畴。

研究方法着重于从“细观”的角度（如以气泡、液滴或颗粒为基础）对事物进行分析和探测，理论分析和实验研究并重，其目的在于阐明事物的内在规律并做出机理性的描述，同时也注意对宏观影响因素的分析和计算方法。

（三）环境流体力学

环境流体力学是研究同人类生存环境及其变迁有关的流体流动问题的力学分支,也是环境科学的重要组成部分.本研究方向主要研究污染问题,如烟气、粉尘的扩散运移规律、污染物在水体、土体、岩体中的扩散与富集，各种气象灾害(如台风、风暴潮)，地质灾害(如滑坡、塌方、地面沉降、泥石流、沙漠入侵、瓦斯突出）发生的机制、监测、预报的研究，以及其它自然和工业灾害（如各种火灾）等。

（四）工程流体力学

工程流体力学是一门研究流体平衡和流体机械运动规律及其实际应用的技术科学。如孔口与管嘴恒定流、管道恒定流、明渠恒定流、堰闸出流等。工业生产中也涉及很多流体力学问题，如矿物分选、浮选、电磁选、重选、废料废水回收利用等均是利用重力、流体力学原理和矿物自身特点结合物理、化学等方法进行工艺和流程处理和技术优化，并进行相应的理论研究和应用。诸多研究中的流体控制、流体输运、流型利用、流体固体相互作用等在矿物加工工程中的理论和技术问题仍需进行深入研究。多项理论和技术的结合将对矿业加工工程的学科和技术的发展将起到推动作用。