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1 绪论 1

1.1 流体力学的任务和研究对象以及发展概况和研究方法 1

1.1.1 流体力学的任务和研究对象 1

1.1.2 流体力学的发展概况和研究方法 1

目录 1

1.2 流体的连续介质假定 2

1.2.1 流体质点 2

1.3.1 易流动性 3

1.3.2 流体的密度、相对密度和重度 3

1.3 流体的主要物理力学性质 3

1.2.2 连续介质假定 3

1.3.3 流体的压缩性与膨胀性 5

1.3.4 流体的黏性 6

1.3.5 表面张力与毛细现象 8

思考题 10

习题 10

2.1 作用在流体上的力 12

2.1.1 质量力 12

2 流体静力学 12

2.1.2 表面力 13

2.2 静止流体中应力的性质 13

2.3 流体平衡微分方程及其积分 15

2.4 重力场中静止流体压强的分布规律 16

2.5 压强的测量 17

2.5.1 压强的计算基准 17

2.5.2 压强的度量单位 18

2.6 液柱式测压计 19

2.7 等角速度旋转的液体平衡 21

2.8 作用在平面上的液体总压力 22

2.8.1 解析法 23

2.8.2 图解法 25

2.9 作用在曲面上的液体总压力 26

思考题 29

习题 29

3 流体运动学基础 36

3.1 描述流体运动的两种方法 36

3.1.1 拉格朗日法 36

3.1.3 质点导数与质点加速度 37

3.1.2 欧拉法 37

3.2 描述流场的几个概念 39

3.2.1 迹线与流线 39

3.2.2 定常流与非定常流 41

3.2.3 元流、总流、流量和平均速度 41

3.2.4 三元流、二元流和一元流 42

3.2.5 均匀流、急变流和渐变流 42

3.2.6 系统与控制体 43

3.3 连续性方程 43

3.3.1 流体连续性微分方程 43

3.3.2 定常总流连续性方程 45

3.4 流体微团运动分析 46

3.4.1 旋转角速度 48

3.4.2 角变形速度 49

3.4.3 线变形速度 49

思考题 50

习题 50

4.1 量纲、单位及量纲和谐原理 53

4 流体动力学基础 53

4.2 理想不可压缩流体运动微分方程 54

4.3 实际流体的运动微分方程 55

4.4 沿流线方向的欧拉运动微分方程及其积分 56

4.4.1 沿流线方向的欧拉运动微分方程及其积分 56

4.4.2 元流伯努利方程的物理意义 57

4.5 实际流体总流伯努利方程 59

4.6 总流伯努利方程的应用 61

4.7 气体总流伯努利方程 64

4.8 定常总流动量方程 66

思考题 69

习题 69

5 相似理论与量纲分析 75

5.1 相似理论 75

5.1.1 力学相似的基本概念 75

5.1.2 相似准则 77

5.1.3 相似理论的基本定理 80

5.1.4 模型律 81

5.2.2 π定理及量纲分析法的应用 84

5.2 量纲分析 84

5.2.1 量纲分析原理 84

思考题 87

习题 88

6 有压管中流动及能量损失 89

6.1 层流和紊流 89

6.1.1 雷诺实验 89

6.1.2 临界雷诺数 89

6.1.3 管中层流与紊流的水头损失规律 90

6.2.1 能量损失 91

6.2 圆管中的层流 91

6.2.2 沿程损失与切应力的关系 92

6.2.3 圆管层流的沿程阻力系数 93

6.2.4 起始段和充分发展流动 94

6.3 圆管中的紊流 95

6.3.1 紊流特征 95

6.3.2 混合长度理论 97

6.4 圆管紊流流动沿程损失 99

6.5 非圆形管路沿程损失 102

6.6 局部损失 103

6.6.1 局部损失产生的原因 103

6.6.2 局部阻力系数 105

6.7 管路计算 109

6.7.1 短管计算 109

6.7.2 长管简单管路计算 111

6.7.3 管路的串联与并联 111

6.8.1 水击现象的物理过程 114

6.8 有压管路中的水击现象 114

6.8.2 水击压强 116

6.8.3 防止水击危害的方法 117

思考题 118

习题 119

7 孔口、管嘴出流与气体射流 123

7.1 孔口自由出流 123

7.2 孔口淹没出流 125

7.3 管嘴出流 126

7.4.1 等温淹没紊流射流 130

7.4 无限空间淹没紊流射流 130

7.4.2 温差射流与浓差射流 137

7.5 有限空间射流 141

思考题 144

习题 144

8 绕流运动 146

8.1 势流理论基础 146

8.1.1 势函数和流函数 146

8.1.2 几种简单的平面势流 150

8.1.3 势流叠加 151

8.2 边界层理论基础 156

8.2.1 边界层的基本概念 156

8.2.2 边界层动量积分方程 157

8.3 平板层流边界层的近似解 159

8.4 平板紊流边界层的近似计算 160

8.5 边界层分离与压差阻力 162

8.6 绕流阻力和升力 163

8.6.1 绕流阻力 163

8.6.2 悬浮速度 164

8.6.3 绕流升力 166

思考题 167

习题 167

9 明渠流动和堰流 169

9.1 明渠均匀流 169

9.1.1 基本概念 169

9.1.2 明渠均匀流的形成条件及水力特征 171

9.1.3 明渠均匀流的基本公式 171

9.2.1 水力最优断面 173

9.2 明渠均匀流的水力最优断面和允许流速 173

9.2.2 允许流速 175

9.2.3 明渠均匀流的水力计算 176

9.3 堰流 180

9.3.1 堰流及其特征 180

9.3.2 堰的分类 181

9.3.3 堰流的基本公式 182

思考题 183

习题 183

参考文献 185