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第1章 流体的性质与分类 1

1.1概论 1

1.1.1流体力学的定义 1

1.1.2本书的使用方法 2

1.2流体的基本性质 3

1.2.1密度和比重 3

1.2.2粘度和运动粘度 3

1.2.3体积弹性模量和压缩率 5

1.2.4表面张力 5

1.3流体的分类 6

1.3.1粘性流体和非粘性流体 6

1.3.2牛顿流体和非牛顿流体 7

1.3.3可压缩流体和不可压缩流体 8

1.3.4理想流体 8

1.4单位与量纲 9

1.4.1单位制 9

1.4.2量纲 10

习题 11

第2章 流体流动基础 13

2.1表征流体流动的物理量 13

2.1.1速度和流量 13

2.1.2流体的加速度 14

2.1.3压力和切应力 15

2.1.4流线、脉线、迹线 15

2.1.5流体的变形与旋转 16

2.2流动分类 18

2.2.1定常流动与非定常流动 18

2.2.2均匀流动与非均匀流动 18

2.2.3涡 18

2.2.4层流和湍流 19

2.2.5多相流 20

习题 21

第3章 流体静力学 23

3.1静止流体中的压力 23

3.1.1压力和各向同性 23

3.1.2欧拉平衡方程式 24

3.1.3重力场中的压力分布 26

3.1.4压力计 29

3.2作用在面上的流体静压力 33

3.2.1作用在平面上的力 33

3.2.2作用在曲面上的力 35

3.3浮力和浮体的稳定性 36

3.3.1阿基米德原理 36

3.3.2浮体的稳定性 37

3.4相对平衡状态下的压力分布 39

3.4.1直线运动 40

3.4.2强制涡 40

习题 42

第4章 准一维流动 47

4.1连续方程 47

4.2质量守恒定律 49

4.3能量方程 52

4.4贝努利方程 55

习题 61

第5章 动量定理 67

5.1质量守恒定律 67

5.2动量方程 70

5.3动量矩方程 80

习题 84

第6章 管内流动 89

6.1管流摩擦损失 89

6.1.1流体的粘性 89

6.1.2管流摩擦损失 89

6.2直圆管内流动 90

6.2.1进口段流动 90

6.2.2圆管内层流 91

6.2.3圆管内湍流 93

6.3扩散、收缩管内流动 100

6.3.1管路各种损失 100

6.3.2截面积突变的管路 101

6.3.3截面积渐变的管路 102

6.3.4具有节流装置的管路 103

6.4弯管内的流动 104

6.4.1肘形弯头与弧形弯头 104

6.4.2弯管 105

6.4.3分叉管 106

6.5矩形管内的流动 107

习题 108

第7章 物体绕流 113

7.1阻力与升力 113

7.1.1阻力 113

7.1.2升力 116

7.2圆柱绕流和卡门涡 119

7.3圆柱绕流的锁定现象 121

习题 122

第8章 流体运动方程式 125

8.1连续方程 125

8.2粘性准则 127

8.2.1压力与粘性应力 127

8.2.2变形速率 128

8.2.3本构方程式 130

8.3纳维尔-斯托克斯方程式 132

8.3.1动量守恒定律 132

8.3.2纳维尔-斯托克斯方程式的近似解 134

8.3.3边界条件 136

8.3.4移动和旋转坐标系 136

8.4欧拉方程式 140

习题 141

第9章 剪切流 147

9.1边界层 147

9.1.1边界层理论 147

9.1.2边界层方程 148

9.1.3边界层沿流动方向的变化 151

9.1.4雷诺平均与雷诺应力 153

9.1.5湍流边界层的平均速度分布 154

9.1.6边界层的分离和边界层控制 155

9.2射流、尾迹、混合层 157

习题 159

第10章 势流 161

10.1势流的基本公式 161

10.1.1复数的定义 161

10.1.2理想流体的基本方程 162

10.2速度势 163

10.3流函数 164

10.4复势 165

10.5基本的二维势流 166

10.5.1均匀流 166

10.5.2点源和点汇 167

10.5.3涡 168

10.5.4偶极子 168

10.6圆柱绕流 169

10.7儒科夫斯基变换 172

习题 174

第11章 可压缩流体的流动 177

11.1根据马赫数的流动分类 177

11.2可压缩流动的基本方程式 179

11.2.1热力学关系式 179

11.2.2声速 181

11.2.3连续方程 182

11.2.4运动方程 182

11.2.5动量方程 183

11.2.6能量方程 184

11.2.7流线与能量方程 185

11.3等熵流动 187

11.4激波关系式 192

11.4.1激波的发生 192

11.4.2正激波的关系式 193

习题 196

附录 199