本書圍繞流體流動問題的理論分析、數值計算和試驗研究三種求解思路，系統地講述了流體基本性質、流體靜力學、理想流體一元流動和二元流動解析、黏性流體層流運動解析、湍流理論和工程湍流解析、量綱分析與相似原理、計算流體力學基礎等內容。
本書可作為能源動力類專業的教學用書，也可作為相關專業的工程流體力學課程教學參考用書。
目錄
前言
第1章緒論1
1.1流體與流體力學概念1
1.2流體力學發展簡史2
1.3知識體系與應用領域3
1.4流體力學研究方法4
1.5學習中應注意的幾個問題5
思考與練習6
第2章流體的基本性質7
2.1流體的密度與可壓縮性7
2.2流體的分散性與連續介質假設9
2.3流體的黏性與理想流體模型10
2.4*表面張力與毛細現象16
2.5流體的受力18
思考與練習19
第3章流體靜力學20
3.1問題的提出20
3.2靜止流體的應力特征20
3.3靜止流體的力平衡微分方程21
3.4靜止液體的壓強23
3.4.1靜壓的物理概念23
3.4.2等壓面23
3.4.3靜止液體內的壓強分布24
3.5靜止大氣的壓強分布25
3.6壓強的測量26
3.6.1壓強的單位26
3.6.2絕對壓強、相對壓強、真空度27
3.6.3壓強測量方法28
3.7靜止液體作用在壁面上的總壓力32
3.7.1靜止液體作用在平面壁上的
壓力32
3.7.2靜止液體作用在曲面壁上的
壓力34
3.8*非慣性系中流體的相對平衡36
3.8.1流體作勻加速直線運動36
3.8.2流體繞豎直軸作勻角速度旋轉
運動37
3.9*浮力及浮體的平衡39
思考與練習40
第4章理想流體運動基本方程43
4.1問題的提出43
4.2描述流體運動的兩種方法43
4.2.1拉格朗日法44
4.2.2歐拉法44
4.2.3隨體導數45
4.2.4流動分類46
4.3流體運動的基本概念47
4.3.1跡線與流線47
4.3.2流管與流束48
4.3.3過流斷面與流量49
4.3.4系統與控制體50
4.4連續性方程50
4.4.1微分形式的連續性方程50
4.4.2連續性方程的簡化形式51
4.5理想流體運動微分方程52
4.6伯努利方程54
4.6.1微元流束伯努利方程54
4.6.2流線法線方向的壓強變化55
4.6.3總流伯努利方程56
4.7伯努利方程的擴展應用57
4.7.1分流或匯流57
4.7.2有能量輸入或輸出的情形58
4.7.3非定常流58
4.7.4畢托管測量流速59
4.7.5文丘里流量計60
4.8動量方程與動量矩方程61
4.8.1動量方程61
4.8.2動量矩方程62
4.8.3動量方程與動量矩方程的應用
舉例63
4.9*葉輪機械基本方程67
4.9.1渦輪機械內相對運動的伯努利
方程67
4.9.2渦輪機內流體的動量方程與動
量矩方程68
思考與練習69
第5章不可壓縮黏性流體一元流動72
5.1問題的提出72
5.2黏性流體管內流動的伯努利方程及
能量損失72
5.2.1黏性流體總流的伯努利方程72
5.2.2沿程阻力損失73
5.2.3局部阻力損失74
5.2.4流體輸送系統的能量方程74
5.3兩種流動形態75
5.4圓管中層流流動分析77
5.5管內湍流的分區特征與速度分布79
5.5.1分區特征79
5.5.2湍流的速度分布80
5.6管內湍流的沿程阻力系數82
5.6.1經驗公式82
5.6.2尼古拉茲試驗83
5.6.3莫迪圖84
5.7非圓形管道沿程損失的計算85
5.8局部阻力系數86
5.9*工程實例分析89
5.9.1虹吸管89
5.9.2管嘴(厚壁孔口)定常出流90
5.9.3煙囪90
5.9.4管路計算91
5.9.5管流中的水擊96
思考與練習97
第6章可壓縮氣體一元流動100
6.1問題的提出100
6.2壓縮性氣流的能量方程100
6.3壓縮性氣流的連續性方程102
6.4壓縮性氣流中各參數的變化規律103
6.4.1滯止參數103
6.4.2臨界參數105
6.5壓縮性氣體經噴管的流動106
6.5.1收縮型噴管(或孔口出流)106
6.5.2經拉伐爾噴管的流動107
6.6壓縮性氣體的等溫管流109
6.6.1基本公式109
6.6.2壓降公式110
6.6.3流量公式111
6.7*氣體激波112
6.7.1小擾動波的傳播及聲速112
6.7.2膨脹波114
6.7.3激波114
6.7.4激波前后的參數關系116
6.7.5拉伐爾噴管的非設計工況流動
分析117
思考與練習119
工程流體力學目錄第7章理想流體平面運動121
7.1問題的提出121
7.2理想流體微團運動分析121
7.2.1理想流體運動分解122
7.2.2有旋流動與無旋流動123
7.3速度環量與渦量123
7.3.1速度環量123
7.3.2旋渦強度124
7.3.3斯托克斯定理124
7.4速度勢與流函數125
7.4.1速度勢函數125
7.4.2流函數127
7.4.3勢函數與流函數的關系128
7.5復位勢及其性質129
7.5.1復位勢的概念129
7.5.2復位勢的性質129
7.6基本的平面勢流130
7.6.1均勻直線流130
7.6.2點源和點匯130
7.6.3點渦132
7.7有勢流動的疊加134
7.7.1螺旋流134
7.7.2偶極子流135
7.7.3*均勻等速流繞圓柱體無環量
流動138
7.7.4*均勻等速流繞圓柱體有環量
流動139
7.8理想流體的旋渦運動141
7.8.1渦線、渦管、渦束和渦通量141
7.8.2湯姆遜定理142
7.8.3亥姆霍茲定理143
7.8.4渦絲的誘導速度144
思考與練習145
第8章黏性流體運動方程及其基
本解147
8.1問題的提出147
8.2雷諾輸運定理與連續性方程148
8.3變形率張量與亥姆霍茲定理151
8.4黏性流體的受力分析155
8.5動量方程156
8.6本構方程157
8.7納維?斯托克斯方程159
8.8運動方程組的封閉性與定解條件160
8.8.1基本方程組的封閉性討論160
8.8.2定解條件161
8.8.3求解方法162
8.9二維平面層流解162
8.10二維軸對稱層流解166
8.11*低雷諾數流動解168
思考與練習172
第9章邊界層流動174
9.1問題的提出174
9.2邊界層流動的基本特征175
9.3邊界層運動方程178
9.4邊界層方程的相似性解180
9.5平板邊界層的布拉修斯精確解183
9.6邊界層積分方程解法186
9.6.1邊界層動量積分方程186
9.6.2邊界層能量積分方程187
9.6.3平板邊界層的積分近似解法188
9.6.4*繞流問題的積分近似解法191
思考與練習193
第10章湍流與湍流理論195
10.1問題的提出195
10.2湍流的形成及特征196
10.2.1黏性運動的有旋性與湍流
特征196
10.2.2層流的穩定性197
10.2.3猝發現象與渦的遷移198
10.2.4*湍流的擬序結構199
10.3湍流描述方法200
10.4湍流運動基本方程201
10.4.1連續性方程201
10.4.2動量方程(雷諾方程)202
10.4.3平均動能方程203
10.4.4渦量方程204
10.5湍流模式理論205
10.5.1湍流運動基本方程的封閉性
討論205
10.5.2湍流模式理論分類及特點205
10.5.3渦黏度與布辛涅斯克假設206
10.5.40方程模式206
10.5.5單方程模式207
10.5.6雙方程模式208
10.5.7*雷諾應力與代數應力模型
簡介209
思考與練習211
第11章工程湍流的半經驗解法213
11.1問題的提出213
11.2混合長度與流速分布律214
11.3圓管內湍流216
11.3.1時均運動方程216
11.3.2流速分布律218
11.3.3光滑管流動阻力218
11.3.4粗糙管流動阻力219
11.4平壁湍流速度邊界層220
11.4.1基本方程220
11.4.2分區特征221
11.4.3壁面律222
11.4.4速度邊界層222
11.4.5層流—湍流組合邊界層224
11.5*射流與尾流225
11.5.1基本特征225
11.5.2流速衰減規律226
11.5.3相似解法227
思考與練習230
第12章量綱分析與相似原理232
12.1問題的提出232
12.2單位與量綱233
12.3量綱分析法234
12.3.1瑞利法234
12.3.2
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