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第1章 绪论 1

1.1 流体与流体力学概述 1

1.1.1 流体 1

1.1.2 流体力学及发展历史 1

1.2 连续介质模型 3

1.3 流体的主要物理性质 4

1.3.1 惯性 4

1.3.2 压缩性和膨胀性 4

1.3.3 黏性 7

1.3.4 液体的表面张力特性 9

1.4 作用在流体上的力 11

1.4.1 质量力及单位质量力 11

1.4.2 表面力 12

章后习题 12

第2章 流体静力学 14

2.1 流体静压强及其特性 14

2.1.1 流体静压强 14

2.1.2 流体静压强两个基本特性 15

2.2 流体平衡微分方程 16

2.2.1 流体平衡微分方程 16

2.2.2 流体平衡微分方程的一般积分式 17

2.2.3 等压面 18

2.3 重力作用下静止流体的压强分布 19

2.3.1 流体静力学基本方程 19

2.3.2 流体静力学基本方程式的意义 20

2.3.3 可压缩流体中压强的分布规律 21

2.4 压强的测定 22

2.4.1 压强的计量 22

2.4.2 压强的量度单位 23

2.4.3 液柱式测压计 24

2.5 相对容器平衡液体的压强分布 28

2.5.1 等加速直线运动容器中液体的相对平衡 28

2.5.2 等角速旋转容器中液体的相对平衡 29

2.6 静止液体作用在固体壁面上的总压力 32

2.6.1 静止液体作用在固体平壁面上的总压力 32

2.6.2 静止液体作用在固体曲面上的总压力 36

章后习题 38

第3章 理想流体动力学基础 43

3.1 描述流体运动的方法 43

3.1.1 流场 43

3.1.2 流体运动的描述方法 43

3.2 流体动力学基本概念 46

3.2.1 流体流动的分类 46

3.2.2 流线和迹线 47

3.2.3 元流与总流 49

3.2.4 过流断面、湿周和水力半径 49

3.2.5 流量和平均流速 50

3.3 流体的连续性方程 51

3.3.1 系统与控制体 51

3.3.2 微分形式的连续性方程 52

3.3.3 恒定流中总流的连续性方程 53

3.4 理想流体的运动微分方程 54

3.5 理想流体恒定流的伯努利方程 56

3.5.1 理想流体沿流线的运动微分方程 56

3.5.2 理想流体沿流线的伯努利方程 57

3.5.3 伯努利方程的意义 58

3.6 压强沿流线法向的变化 59

3.7 总流的伯努利方程 61

3.7.1 均匀流和非均匀流 61

3.7.2 总流的伯努利方程 62

3.7.3 伯努利方程应用 64

3.8 相对运动的伯努利方程 67

3.9 动量方程和动量矩方程 69

3.9.1 动量方程 69

3.9.2 动量矩方程 72

章后习题 73

第4章 黏性流体动力学基础 77

4.1 黏性流体的伯努利方程 77

4.1.1 黏性流体元流的伯努利方程 77

4.1.2 黏性流体总流的伯努利方程 78

4.2 流体的流动阻力与流动状态 78

4.2.1 流体的流动阻力 78

4.2.2 流体的流动状态 79

4.3 均匀流基本方程式 81

4.4 圆管层流流动及沿程阻力损失 83

4.5 圆管紊流流动及沿程阻力损失 85

4.5.1 紊流流动的脉动和时均化 85

4.5.2 紊流切应力和混合长度理论 86

4.5.3 圆管紊流沿程阻力损失 88

4.6 沿程阻力系数研究 90

4.6.1 尼古拉兹实验 90

4.6.2 莫迪曲线图 92

4.7 管道流动的局部阻力损失 93

4.7.1 局部阻力损失产生的原因 93

4.7.2 局部阻力损失 94

4.8 孔口和管嘴出流 97

4.8.1 孔口自由出流 98

4.8.2 孔口淹没出流 99

4.8.3 管嘴出流 100

4.9 有压管流的水力计算 101

4.9.1 简单管路 101

4.9.2 串联管路 102

4.9.3 并联管路 102

4.10 有压管路中的水击 103

4.10.1 水击现象产生机理 103

4.10.2 水击的分类 106

4.10.3 水击压强的计算 106

4.10.4 水击的防止与利用 107

4.11 缝隙流动 108

4.11.1 平行平面之间的缝隙流动 108

4.11.2 环形缝隙流动 111

章后习题 112

第5章 可压缩流体的一元流动 116

5.1 可压缩气体一元恒定流的基本方程 116

5.1.1 完全气体状态方程 117

5.1.2 连续性方程 117

5.1.3 欧拉运动方程 117

5.1.4 热力学常数 117

5.1.5 能量方程 118

5.1.6 等熵关系式 119

5.2 微弱扰动波的传播及声速 120

5.2.1 声波及声速 120

5.2.2 马赫（Mach）数 122

5.3 一元等熵流动的基本参数关系式 124

5.3.1 滞止状态 124

5.3.2 临界状态 125

5.3.3 最大速度状态 126

5.4 一元等熵气流在变截面管道中的流动 128

5.4.1 管道截面积变化对流动的影响 128

5.4.2 喷管的质量流量 131

5.4.3 收缩喷管 132

5.4.4 缩放喷管 133

章后习题 136

第6章 量纲分析与相似原理 139

6.1 单位与量纲 139

6.1.1 量纲 139

6.1.2 量纲一致性原则 140

6.2 量纲分析与π定理 142

6.2.1 量纲分析 142

6.2.2 雷利法 142

6.2.3 π定理（布金汉法） 143

6.3 流动相似原理 145

6.3.1 流动相似性概念 145

6.3.2 动力相似准则 147

6.3.3 自模化 152

章后习题 152

第7章 理想流体的旋涡运动和势流运动 155

7.1 流体微团的运动分析 155

7.2 流体的旋涡运动基本理论 161

7.2.1 涡线、涡管、涡束和旋涡强度 162

7.2.2 速度环量、斯托克斯定理 163

7.3 流体的势流运动基本理论 166

7.3.1 速度势函数 166

7.3.2 流函数 167

7.3.3 速度势函数和流函数的关系 168

7.4 基本平面势流 170

7.4.1 均匀等速流 170

7.4.2 点源和点汇 171

7.4.3 点涡 172

7.5 平面势流的叠加 174

7.5.1 点汇和点涡叠加——螺旋流 174

7.5.2 点源和点汇叠加——偶极流 175

章后习题 178

第8章 多元不可压缩黏性流体的动力学 180

8.1 不可压缩黏性流体运动的基本方程 180

8.1.1 黏性流体的应力 180

8.1.2 应力表示的黏性流体运动微分方程式 180

8.1.3 应力和变形速度关系的本构方程式 181

8.1.4 纳维-斯托克斯方程 184

8.2 绕流运动与附面层流动的基本方程 187

8.2.1 附面层的形成及其性质 187

8.2.2 管流入口段附面层 188

8.2.3 附面层微分方程及动量积分关系式 189

8.2.4 附面层的位移厚度和动量损失厚度 192

8.3 平板上附面层的近似计算 194

8.3.1 层流附面层的近似计算 194

8.3.2 紊流附面层的近似计算 196

8.4 曲面附面层的分离现象与卡门涡街 198

8.4.1 曲面附面层的分离现象 198

8.4.2 卡门涡街 199

8.5 绕流阻力和升力 200

8.5.1 绕流阻力 200

8.5.2 悬浮速度 202

8.5.3 绕流升力的概念 203

章后习题 205

参考文献 207