流体力学实验技术PDF电子书下载

第一章 流体力学实验研究的理论基础 1

§1-1流体力学实验研究的中心问题和基本任务 1

一、流体力学研究方法及其相互关系 1

二、流体力学实验研究的中心问题和基本任务 2

§1-2流动的力学相似 3

一、几何相似 3

二、运动相似 4

三、动力相似 4

§1-3模型相似准则 5

一、重力相似准则 6

二、阻力相似准则 7

三、压力相似准则 11

四、弹性力相似准则 11

五、时间相似准则 13

§1-4量纲分析和π定理的应用 14

一、量纲和量纲和谐的概念 14

二、量纲分析方法的应用 15

三、π定理的应用 17

§1-5相似理论的应用 22

一、相似理论的基本定理 22

二、模型实验的主要步骤 23

习题 26

参考书目 27

第二章 测量误差估计和实验结果处理 29

§2-1测量误差的基本概念 29

一、测量的作用和分类 29

二、误差的基本概念 29

三、测量误差及其主要来源 30

四、误差的性质及其分类 31

五、测量仪表的一般知识 31

§2-2随机误差的估计 34

一、随机误差的特点 34

二、随机误差的正态分布 34

三、最小二乘法原理与算术平均值的意义 37

四、随机误差的表示方法 38

五、测量结果的置信度及表示方法 42

§2-3粗差的判别及剔除 44

一、处理可疑测量值的基本原则 44

二、粗差剔除准则 44

§2-4系统误差的消除 47

一、系统误差的特点及处理方法 47

二、消除或减弱系统误差的典型测量技术和方法 47

三、系统误差的消除准则 50

四、系统误差的发现与检验 51

§2-5间接测量误差的估计 53

一、间接测量误差的基本问题 53

二、误差传递的一般法则 53

三、误差分配方法 56

四、测量最有利条件的确定 57

§2-6实验结果的数据处理 59

一、有效数字的处理 59

二、等精度测量结果的数据处理 60

三、实验曲线的绘制和修匀 62

四、经验公式的确定 66

习题 70

参考书目 71

第三章 流动显示 72

§3-1概述 72

§3-2水流显示方法 72

一、着色法 72

二、悬浮物法 73

三、氢气泡法 74

四、漂浮物法 74

§3-3低速气流显示方法 75

一、丝线法 75

二、萤光微丝法 76

三、吹动法 77

四、烟流法 77

§3-4高速流场光学显示方法 78

一、光线通过流场后的偏折 79

二、阴影法 80

三、纹影法 82

四、干涉法 86

§3-5高速风洞常用纹影仪的调整使用 87

一、透镜式会聚光系统小型纹影仪 87

二、双反射镜平行光系统分离式纹影仪 89

三、单反射镜会聚光重合式纹影仪 91

§3-6高速摄影在流动显示中的应用 92

一、高速摄影及其应用 92

二、高速摄影基本方法 93

三、高速纹影摄影及其应用 96

参考书目 96

第四章 运动流体中压力测量与应用 97

§4-1压力测量的一般知识 97

§4-2液柱式压力计和精密压力计 99

一、U形管压力计 99

二、单管压力计和水银气压计 101

三、斜管压力计和微压计 102

四、多管压力计的原理与设计 105

§4-3流道壁面静压的测量与应用 107

一、测量流体静压的原理 107

二、壁面静压的测量 108

三、静压孔的应用 109

§4-4运动流体中压力的测量 111

一、测量流体压力的基本原理 111

二、总压的测量 112

三、静压的测量 115

§4-5气流速度和方向的测量 117

一、气流速度和M数的测量 117

二、测量空间流动参数的基本原理 121

三、三孔圆柱形探针原理 122

四、五孔球形探针原理 124

§4-6流速（压力）法测量流量 126

一、测量流量的方法和仪表 126

二、毕托管流速法测流量 126

三、笛形管流速法测流量 129

四、用水测速管测流量 129

§4-7压力扫描装置和巡检系统 130

一、压力扫描阀测量装置 130

二、数字编码压力传感器和压力巡回检测仪 131

三、超声波多管压力计 133

参考书目 135

第五章 风洞实验 136

§5-1风洞的功用与特点 136

§5-2低速风洞 137

一、收缩段 137

二、实验段 139

三、扩散段 140

四、导流片 141

五、蜂窝器与阻尼网 141

六、回流段 142

七、动力系统 142

八、坐标架 142

§5-3超音速风洞 142

一、超音速风洞的分类 142

二、超音速风洞的组成部分及其功用 143

§5-4特殊风洞（专用风洞） 145

一、二元风洞 145

二、低紊流度风洞 145

三、校正风洞 145

四、烟风洞 145

五、激波管和激波管风洞 145

§5-5低速风洞实验 145

一、低速风洞实验的种类 145

二、实验的准备工作 146

三、气动载荷的测量方法 148

四、低速风洞的其它试验 155

§5-6风洞的干扰及其实验数据的修正 156

一、实验段气流特性的影响 156

二、模型支架的干扰 158

三、风洞壁的干扰 159

参考书目 159

第六章 水电比拟实验和计算机实验 160

§6-1水电比拟的基本原理 160

一、电场和流场基本方程的相似性和模拟条件 160

二、电拟装置和测量电路 162

三、几种简单流动的电模拟 164

§6-2任意翼型绕流的电模拟 167

一、任意翼型绕流的直接模拟 167

二、翼型绕流的转化计算 169

三、任意翼型绕流的间接模拟 173

§6-3平面叶栅绕流的电模拟 175

一、平面叶栅无环量绕流的电模拟和转化计算 175

二、平面叶栅有环量绕流的电模拟 178

§6-4低速机翼升力面理论的电模拟 179

一、电模拟的基本原理 179

二、机翼电模型的制作和实验方法 181

§6-5物体在流体中变速运动的电模拟 183

一、物体在无界流体中变速平移运动的电模拟 183

二、物体在流体中变速平移运动时附加质量的测定 185

§6-6计算机实验 188

一、数值模拟和计算机实验的基本概念 188

二、计算机实验简介 190

参考书目 191

第七章 动态测量与流体机械有关测试技术 192

§7-1旋转流道中测量流动参数的方法 192

一、测压法的基本原理 192

二、在旋转流道中测量流动参数的压力感受器 193

三、测压密封器的结构 194

四、离心力对压力测量值的影响 195

五、电测法的基本原理 196

§7-2涡轮机转速的测量 197

一、机械式转速表的工作原理 197

二、电气式转速表的工作原理 198

§7-3动态压力的测量 201

一、动态压力的测量原理 201

二、压力传感器的基本特性 202

三、电阻应变式压力传感器及其测量电路 204

四、电容式压力传感器及其测量电路 209

五、压电式压力传感器及其测量电路 212

六、动态压力的校准 215

§7-4脉动速度的测量 222

一、气流速度的测量与热线风速仪的工作原理 222

二、热线风速仪的基本电路和特性 225

三、热线风速仪的校准 226

参考书目 228

第八章 激光多普勒测速技术 229

§8-1激光多普勒测速的特点 229

§8-2激光多普勒测速的基本原理 230

一、光学多普勒效应 230

二、光的混频 233

三、干涉条纹效应 234

§8-3激光多普勒测速仪的光路 235

一、光路的分类 235

二、光学发射头 237

三、光学收集头 239

四、光检测器 240

§8-4激光多普勒测速的信号处理方法 242

一、频谱分析法 244

二、频率跟踪法 244

三、频率计数法 248

§8-5激光多普勒测速技术的应用 249

一、管道内水流和平板附面层试验 249

二、紊流参数的测量 252

参考书目 253

附录 254

表Ⅰ 流体力学中常见物理量的单位和量纲表 254

表Ⅱ 误差函数表 255

表Ⅲ 流体的粘性系数表 257

表Ⅳ 气体动力函数表 258