高等工程流体力学 少学时PDF电子书下载

第1章 流体力学的基本概念 1

1.1 拉格朗日参考系和欧拉参考系 1

1.2 迹线、流线和脉线 4

1.3 物质导数 7

1.4 流体微团运动分析 11

1.5 有旋运动的基本概念 17

1.6 物质积分的随体导数——雷诺输运定理 24

1.7 应力张量 27

1.8 本构方程 33

1.8.1 牛顿流体的本构方程 33

1.8.2 非牛顿流体——幂律流体和宾汉流体的本构方程 38

第2章 流体力学的基本方程 41

2.1 连续方程 41

2.2 动量方程 45

2.3 涡量动力学方程 51

2.4 欧拉方程及其积分 55

2.5 能量方程 60

2.6 牛顿流体的基本方程组 65

2.7 边界条件 66

第3章 理想不可压缩流体的无旋流动 73

3.1 基本方程组 73

3.2 平面无旋流动的复位势 74

3.2.1 流函数 74

3.2.2 复位势和复速度 76

3.2.3 基本流动 78

3.3 奇点迭加法 84

3.4 布拉修斯公式 88

3.5 镜像法 90

3.5.1 平面定理——以实轴为边界 91

3.5.2 平面定理——以虚轴为边界 91

3.5.3 圆定理 93

3.6 保角变换 95

3.7 茹柯夫斯基变换 99

3.8 空间轴对称流动的速度势函数和斯托克斯流函数 103

3.8.1 速度势函数和斯托克斯流函数 104

3.8.2 基本流动 106

3.9 圆球绕流 110

3.10 旋转体无攻角绕流 113

第4章 粘性不可压缩流体的层流运动 117

4.1 基本方程 117

4.2 定常的平行剪切流动 118

4.2.1 两平行平板间的库埃特-泊肃叶流动 119

4.2.2 通道内的泊肃叶流动 121

4.3 非牛顿流体在直圆管内的定常层流流动 126

4.4 非定常的平行剪切流动 129

4.4.1 斯托克斯第一问题 129

4.4.2 斯托克斯第二问题 132

4.5 平面圆周运动 135

4.6 几种非线性流动的精确解 138

4.6.1 平面滞止区域流动 138

4.6.2 多孔壁上的流动 140

4.7 小雷诺数流动 141

4.7.1 斯托克斯近似 142

4.7.2 绕圆球的缓慢流动 145

4.7.3 奥辛近似 149

4.8 通过多孔介质的缓慢流动 151

第5章 粘性不可压缩流体的层流边界层理论 157

5.1 边界层方程 157

5.1.1 边界层微分方程 158

5.1.2 边界层动量积分方程 160

5.2 边界层方程的相似解 163

5.3 卡门-波尔豪森近似 171

5.4 边界层分离 177

第6章 紊流 181

6.1 紊流概述及紊流的统计平均 181

6.1.1 紊流的基本特性 181

6.1.2 紊流的统计平均 182

6.2 紊流的基本方程 185

6.2.1 时均流动的连续性方程和运动方程 185

6.2.2 雷诺应力 186

6.2.3 平均动能方程 187

6.2.4 紊动能方程 191

6.3 紊流统计理论简介 193

6.3.1 紊流脉动量的关联 193

6.3.2 紊流能谱分析 194

6.3.3 能量级串与涡拉伸 194

6.3.4 科尔莫高洛夫局部各向同性假设与紊能谱的—5/3幂次律 199

6.4 紊流模型 200

6.4.1 布辛涅斯克公式和涡粘性模型 201

6.4.2 混合长度理论 201

6.4.3 标准k-ε模型 204

6.5 平壁上的紊流运动 207

6.6 自由剪切紊流 213

第7章 理想可压缩流体的运动 217

7.1 基本方程 217

7.2 小扰动在静止流体中的传播 218

7.3 有限振幅波的传播 225

7.3.1 有限振幅波传播的特征线和黎曼不变量 225

7.3.2 简单波 227

7.3.3 激波的形成 229

7.4 正激波 230

7.5 激波管 235

7.6 一维定常等熵流动 238

7.7 平面超音速流动 240

7.7.1 斜激波 241

7.7.2 普朗特-迈耶流动 244

7.7.3 超音速薄翼理论 246

附录A 矢量代数与微分 250

附录B 笛卡儿张量 253

附录C 正交曲线坐标系 259

附录D 复变函数 264

主题词索引 267

参考书目 275

练习题答案 277