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第一章 流体特性 1

1-1 引言 1

1-2 量测单位 3

1-3 流体的特性和状态 5

1 流体动力学中的重要特性 6

2 状态方程 15

3 气体的状态变化过程 17

1-4 流体的平衡 19

1 平衡流体中一点处的应力 19

2 重力场中的平衡 20

3 毛细作用 30

第二章 运动学 47

2-1 速度场 47

2-2 恒定运动与均匀运动 49

2-3 旋转坐标系与加速坐标系 50

2-4 流线与迹线 54

2-5 速度梯度和剪切 55

第三章 动力特征与分析方法 58

3-1 引言 58

3-2 质量传输 59

3-3 热量传输 60

3-4 动量传输 61

3-5 传输类比 62

1 动量传输 63

2 热量传输 64

3 质量传输 64

3-6 质点与控制体积的概念 65

1 无限小单元与控制体积 65

2 有限控制体积 66

3-7 解析处理的范围 67

第四章 有限控制体积的连续性方程、能量方程与动量方程 68

4-1 均质流体中的物质守恒 68

1 任意控制体积 68

2 流管控制体积 70

3 与管道边界重合的控制体积 71

4-2 普遍能量方程 72

1 热力学第一定律 72

2 普遍能量方程 75

3 一维恒定流方程 78

4 能坡线（总水头线）与水力坡度线（测压管水头线） 83

4-3 有限控制体积的线动量方程 85

1 动量原理 85

2 普遍线动量方程 87

3 概化装置的惯性控制体积 88

4-4 有限控制体积的动量矩方程 94

1 惯性参照系的动量矩原理 94

2 普遍动量矩方程 95

3 涡轮机的恒定流方程 96

第五章 应力－应变关系 107

5-1 一般的应力－应变系统 107

1 表面应力 107

2 应变分量 109

5-2 弹性体的应力应变关系 110

5-3 牛顿流体的应力与应变率关系 113

第六章 连续性方程和运动方程 117

6-1 连续性方程 117

6-2 二维不可压缩流动的流函数 119

6-3 有旋运动与无旋运动 121

1 旋转和涡量 121

2 环量 122

6-4 运动方程 122

1 纳维埃－斯托克斯方程 124

6-5 层流运动范例 127

1 两平行平板间的层流 128

2 等直径圆管中的层流 130

6-6 无旋运动方程 131

1 速度势函数和流函数 132

2 伯诺里方程 134

6-7 无摩阻流动方程 137

1 沿流线的流动方程 137

2 伯诺里方程各种形式的提要 139

3 无摩阻流动的若干范例 139

6-8 涡运动 143

1 强迫涡 144

2 无旋涡或自由涡 145

第七章 动力相似 152

7-1 引言 152

7-2 几何相似 153

7-3 动力相似 154

7-4 不可压缩流体的相似条件，佛汝德数和雷诺数 157

1 封闭系统 160

2 自由表面系统 163

7-5 可压缩流体的相似条件。马赫数 168

7-6 提要 170

第八章 流体动力学中一些基本概念与专门方程 176

8-1 流动分类 176

1 层流与紊流 176

2 蠕动 178

3 边界层概念 179

8-2 蠕动与二维边界层方程 181

1 蠕动 181

2 二维边界层方程 182

3 边界层厚度定义 184

4 二维边界层的积分动量方程 185

8-3 阻力、曳力与升力的概念 187

第九章 蠕动 191

9-1 斯托克斯运动 191

9-2 粘性对总压管的作用 196

9-3 通过孔隙介质的流动 198

1 孔隙介质的蠕动方程 198

2 各向同性介质范例 203

3 二维流动的图解法 205

第十章 层流边界层 213

10-1 引言 213

10-2 平面上的二维层流边界层 213

1 一般特性 213

2 层流的布拉修解 216

10-3 二维边界层中边界曲率的作用 221

1 压强梯度的作用 221

2 非零压强梯度的范例 223

10-4 三维边界层 224

1 旋转圆盘上的斜边界层 225

第十一章 紊流的起源和紊流切应力 233

11-1 紊流的起源 233

11-2 紊流的速度，能量和连续性 237

11-3 紊流切应力和旋涡粘性系数 239

11-4 不可压缩流体的雷诺方程 242

11-5 剪切流中的混合长和相似性假说 246

第十二章 附壁紊流，边界层流动 250

12-1 引言 250

12-2 紊流边界层的结构 250

12-3 平均流动特征 254

1 流速和摩阻的普适定律：光滑壁面 254

2 指数律公式：光滑壁面 268

3 粗糙壁面定律 270

12-4 具有压强梯度的紊流边界层 276

1 压强梯度的作用 276

2 边界层发展的计算 279

第十三章 附壁紊流·管渠中的均匀流 285

13-1 进口段流动与完全发展的流动 285

13-2 管道中不可压缩流 288

1 轴对称流动的雷诺方程 288

2 管流的运动方程和能量方程 289

3 管道中均匀剪切流的结构 292

4 速度和摩阻定律：光滑管 294

5 粗糙的影响 297

6 管流计算 303

13-3 非圆形管道中的不可压缩流 309

1 封闭管道中的摩阻损失 309

2 二维流动 311

13-4 管中可压缩均匀流 314

1 可压缩流的一维方程 314

2 有摩阻的等温气流 317

3 管中有摩阻的绝热气流 318

13-5 棱柱形明渠均匀流 322

1 一维明渠方程 323

2 水头损失方程 326

3 二维明渠的流速和摩阻定律 329

4 均匀流的计算 329

第十四章 管渠非均匀流 340

14-1 引言 340

14-2 封闭管渠中不可压缩非均匀流，流动特征和损失 341

1 非均匀流中的能量消耗 344

2 扩散流 345

3 收敛流 349

4 流量计 350

5 流向的改变 352

6 管系 353

14-3 可压缩非均匀流 359

1 气体动力学中的多维分析 359

2 一维等熵管流 363

3 激波 370

14-4 有自由表面的非均匀流 378

1 急变流 378

2 短渠道渐变段中的变速流 383

3 渐变流 387

4 自由表面激波 392

第十五章 潜体·阻力与升力 405

15-1 引言 405

15-2 恒定无旋运动中流体动力学的力 408

15-3 加速运动中流体动力学的力 410

15-4 对称物体的阻力 413

1 二维对称物体 414

2 三维物体 421

15-5 非对称物体的升力和阻力 424

1 环量和升力 424

2 二维翼剖面 426

3 三维的影响 429

15-6 气蚀对阻力的影响 432

15-7 界面对阻力的影响 439

15-8 压缩性对阻力的影响 442

第十六章 紊动射流和扩散过程 452

16-1 自由紊流 452

1 平面射流动力学 454

2 轴对称射流 458

3 尾流中的自由紊流 462

16-2 非均质流体中的扩散过程 463

1 双元系统中的分子扩散 464

2 迁移－扩散方程 468

3 紊流中的扩散和迁移 470

4 一维运动的弥散 472

奇数习题的答案 482