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第一章 绪论 1

第一节 流体力学的任务与研究对象 1

第二节 作用于流体上的力 1

一、质量力 1

二、表面力 2

第三节 流体的主要物理性质 3

一、流体的惯性 3

二、流体的压缩性和膨胀性 4

三、流体的黏性 6

四、牛顿流体和非牛顿流体 8

五、实际流体与理想流体 8

六、液体的表面张力和毛细现象 9

第四节 连续介质模型 10

第五节 流体力学的研究方法 10

思考题 11

习题 11

第二章 流体静力学 13

第一节 流体静压强及其特性 13

一、流体静压强的基本概念 13

二、流体静压强的特性 13

第二节 流体平衡微分方程 15

一、等压面 16

二、气体压强 17

第三节 重力作用下流体静压强的分布规律 17

一、重力作用下不可压缩流体中的压强 17

二、绝对压强、相对压强、真空值 18

三、压强的三种度量单位 19

第四节 流体压强的量测 20

一、测压管 20

二、U形管测压计 20

三、压差计 21

四、微压计 22

第五节 流体的相对平衡 22

第六节 作用于平面的液体压力 25

一、解析法 25

二、图解法 27

第七节 作用于曲面的液体压力 30

一、总压力的大小、方向及作用点 30

二、压力体的概念 31

三、潜体与浮体的平衡 34

思考题 35

习题 36

第三章 一元流体动力学理论基础 41

第一节 描述流体运动的两种方法 41

一、拉格朗日法 41

二、欧拉法 42

第二节 流体运动的若干基本概念 43

一、恒定流动与非恒定流动 43

二、一维流动、二维流动、三维流动 44

三、迹线与流线 44

四、流管、元流、总流、过流断面 46

五、流量、断面平均流速 46

六、均匀流与非均匀流 47

七、渐变流和急变流 47

八、有压流、无压流、射流 48

第三节 连续性方程 48

第四节 理想流体的运动微分方程及其积分 50

第五节 恒定流伯努利方程 52

一、理想流体元流的伯努利方程 52

二、实际流体恒定元流的伯努利方程 52

三、恒定总流的伯努利方程 53

四、伯努利方程中各项的几何意义和物理意义 56

第六节 伯努利方程的应用 57

一、应用总流能量方程时必须满足的条件 57

二、应用总流伯努利方程时的注意要点 57

三、伯努利方程应用的补充说明 59

四、空泡和空蚀现象 60

第七节 气流能量方程 60

第八节 动量方程 63

一、恒定不可压缩总流的动量方程 63

二、总流动量方程的应用条件和注意事项 64

三、恒定不可压缩总流动量方程应用举例 65

第九节 动量矩方程 67

思考题 68

习题 68

第四章 流动阻力与能量损失 73

第一节 流动阻力与能量损失概述 73

一、沿程阻力与沿程损失 73

二、局部阻力与局部损失 73

三、能量损失 74

第二节 实际流动的两种流态 74

一、雷诺实验 74

二、流态的判别准则——临界雷诺数 75

三、流态分析 76

第三节 圆管层流流动 78

一、均匀流动方程式 78

二、沿程阻力系数的计算 79

第四节 紊流流动沿程损失分析 80

一、紊流运动的特征 80

二、尼古拉兹实验 81

第五节 紊流沿程阻力系数的计算 84

一、工业常用管道的当量粗糙度 84

二、沿程阻力系数的计算公式 84

第六节 非圆管的沿程损失 87

第七节 局部水头损失 90

一、局部损失的一般分析 90

二、变管径的局部损失 91

三、管路配件 92

四、明渠 93

五、局部阻力之间的相互干扰 93

思考题 93

习题 94

第五章 孔口、管嘴出流和有压管流 98

第一节 薄壁孔口的恒定出流 98

一、孔口的分类 98

二、薄壁小孔口的恒定自由出流 98

三、薄壁小孔口的恒定淹没出流 99

四、孔口的流量系数 100

五、薄壁大孔口恒定出流 102

第二节 管嘴的恒定出流 103

一、圆柱形外管嘴的恒定出流 103

二、其他形式 105

第三节 孔口、管嘴的非恒定出流 106

第四节 简单管道的水力计算 107

一、短管的水力计算 107

二、长管的水力计算 110

第五节 复杂管道的水力计算 115

一、串联管道 115

二、并联管道 116

三、沿程均匀泄流管道 117

第六节 管网水力计算基础 118

一、枝状管网 118

二、环状管网 119

第七节 离心式水泵及其水力计算 123

一、离心式水泵工作原理 123

二、离心泵性能参数 123

三、水力计算 124

第八节 有压管道中的水击 126

一、水击现象 126

二、水击压强计算 128

三、水击波的传播速度 129

四、停泵水击 129

五、防止水击危害的措施 130

思考题 130

习题 130

第六章 量纲分析与相似原理 135

第一节 量纲及量纲和谐原理 135

一、量纲 135

二、基本量纲和导出量纲 135

三、无量纲量 136

四、量纲和谐原理 136

第二节 量纲分析法 137

一、瑞利法 137

二、π定理 138

三、量纲分析方法的讨论 140

第三节 相似理论基础 141

一、相似概念 141

二、相似准则 142

第四节 模型实验 144

一、模型律的选择 144

二、模型设计 145

思考题 147

习题 147

第七章 气体射流 149

第一节 淹没紊流射流的结构特征 149

一、紊流射流的分区 149

二、紊流淹没射流的基本特征 150

第二节 圆断面射流 153

一、主体段的速度和流量沿x方向的变化规律 154

二、起始段的速度和流量沿x方向的变化规律 155

第三节 平面射流 158

第四节 温差（浓差）射流 159

一、轴心温差△Tm 160

二、主体段质量平均温差△T2 160

三、起始段质量平均温差△T2 161

四、射流弯曲 161

第五节 有限空间射流 164

一、几何特征 164

二、动力特征 165

三、半经验公式 165

四、端涡流区 166

思考题 166

习题 167

第八章 流体动力学理论基础 168

第一节 流体微团运动分析 168

一、亥姆霍兹速度分解定理 168

二、流体微团变形的几何解释 169

第二节 有旋流动 171

一、涡量、涡量场 172

二、涡线 172

三、涡管 172

四、涡通量 173

五、速度环量、斯托克斯定理 173

第三节 不可压缩流体连续性微分方程 173

第四节 黏性流体的表面应力 175

第五节 应力与变形速度的关系 176

第六节 纳维-斯托克斯方程 177

第七节 理想流体运动微分方程 179

思考题 180

习题 180

第九章 绕流运动 182

第一节 无旋流动 182

第二节 平面势流理论 184

第三节 几种简单的平面无旋流动 188

一、均匀直线流动 188

二、源流和汇流 189

三、环流 189

四、直角内的流动 190

第四节 势流叠加原理 191

一、均匀直线流中的源流 191

二、匀速直线流中的等强源汇流 192

三、偶极流绕柱体的流动 193

四、源环流 193

第五节 绕流运动与附面层概述 194

一、附面层的形成及其相关性质 194

二、管流附面层 195

三、绕流阻力 196

思考题 196

习题 196

第十章 一元气体动力学基础 198

第一节 音速、马赫数 198

一、音速 198

二、马赫数 200

第二节 气体一元恒定流动的连续性方程 201

一、连续性方程 201

二、运动方程 201

三、能量方程 201

第三节 滞止参数 204

第四节 可压缩气体在管道中的恒定流动 204

一、气流速度与断面的关系 204

二、气流按不可压缩流体处理的限度 205

第五节 等温管路中的流动 207

一、气体管路运动微分方程 207

二、管中等温流动 208

三、等温管流的特征 209

第六节 绝热管路中的流动 211

一、绝热管路运动方程 211

二、绝热管流的特性 212

思考题 212

习题 213

第十一章 明渠恒定流动 214

第一节 明渠的分类 214

第二节 明渠均匀流 215

一、明渠均匀流的水力特征 215

二、明渠均匀流的形成条件 215

三、明渠均匀流的基本计算 215

四、明渠水力最优断面 216

五、允许流速 217

六、明渠均匀流的水力计算问题 218

第三节 无压圆管均匀流 220

一、无压圆管均匀流的水力特征及水力要素 220

二、无压圆管均匀流的水力计算问题 221

第四节 明渠恒定非均匀流动的基本概念 221

一、断面单位能量 222

二、临界水深 223

三、临界底坡 223

四、明渠流动的三种状态 224

第五节 跌水与水跃 226

一、跌水 226

二、水跃 227

第六节 棱柱形渠道中渐变流水面曲线分析 229

一、棱柱形渠道渐变流基本微分方程 230

二、棱柱形渠道渐变流水面曲线的类型和规律 231

三、水面曲线分析的一般原则 234

第七节 棱柱形渠道中渐变流水面曲线计算 235

一、计算公式与方法 235

二、数值积分法 236

三、分段求和法 236

思考题 237

习题 237

第十二章 堰流 239

第一节 堰流的定义及分类 239

一、堰流的定义 239

二、堰流类型 239

三、堰流基本公式 240

第二节 薄壁堰流 241

一、矩形薄壁堰 241

二、三角堰 241

第三节 实用堰流 242

第四节 宽顶堰流 243

一、自由式无侧收缩宽顶堰 243

二、无侧收缩淹没式宽顶堰 244

三、侧收缩宽顶堰流 244

思考题 245

习题 245

第十三章 渗流 247

第一节 渗流基本定律 247

一、渗流模型 247

二、渗流基本定律 247

第二节 集水廊道和井 249

一、集水廊道 249

二、潜水井（无压井） 249

三、承压井（自流井） 250

第三节 井群 251

一、完全潜水井井群的水力计算 251

二、完全承压井井群的水力计算 253

思考题 253

习题 254

附录 本书常用的国际单位与工程单位对照表 256

习题答案 257

参考文献 260