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1绪论 1

1.1工程流体力学的定义 1

1.2研究方法 1

1.2.1理论分析方法 1

1.2.2实验研究方法 1

1.2.3数值计算方法 1

1.3流体力学的作用 2

2流体的基本物理性质 3

2.1流体的概念 3

2.1.1流体的定义 3

2.1.2流体质点的概念 3

2.2流体密度 3

2.2.1流体的密度 3

2.2.2比体积（比容） 4

2.2.3密度（重度） 4

2.2.4混合气体的密度 4

2.3流体的连续介质模型 4

2.4流体的物理性质 5

2.4.1流动性 5

2.4.2可压缩性和膨胀性 5

2.4.3黏性 6

2.4.4表面张力 9

3流体静力学 13

3.1作用在流体上的力 13

3.1.1表面力 13

3.1.2质量力 13

3.1.3流体静压强及特性 14

3.2流体平衡微分方程 15

3.2.1平衡微分方程 15

3.2.2压强差公式 16

3.2.3等压面微分方程 16

3.2.4力的势函数 16

3.2.5流体静止的必要条件 17

3.3流体静力学基本方程式 18

3.3.1重力场中液体的平衡方程 18

3.3.2不可压缩流体中压强的计算公式 19

3.3.3典型实例 19

3.4流体静力学中的典型实例 21

3.4.1流体的相对平衡 21

3.4.2等角速度旋转容器中液体的平衡 22

3.4.3旋转圆筒螺栓受力问题 23

4流体运动学 24

4.1流体的运动 24

4.1.1流体运动的特点 24

4.1.2流场的概念 24

4.1.3流动的分类 24

4.2流体运动的描述 25

4.2.1拉格朗日法 25

4.2.2欧拉法 26

4.2.3质点导数 27

4.3流场的直观表示 29

4.3.1迹线 29

4.3.2流线 29

4.3.3流线与迹线的关系 30

4.4流体微团运动分析 31

4.4.1平动 32

4.4.2线变形 32

4.4.3角变形 33

4.4.4旋转 34

4.5有旋流动与无旋流动 35

4.5.1涡量 35

4.5.2有旋流动与无旋流动分析 36

4.5.3速度环量 斯托克斯公式 高斯公式 汤姆孙定理 37

5流体动力学 40

5.1输运公式 40

5.1.1系统与控制体 40

5.1.2输运公式 40

5.2面向控制体的流体动力学积分方程 42

5.2.1质量连续方程 42

5.2.2动量方程 44

5.2.3动量矩方程 47

5.2.4能量方程 48

5.2.5伯努利方程及其应用 50

5.3流体动力学微分方程 57

5.3.1连续方程 57

5.3.2运动方程 60

5.4不可压缩流体流动微分方程 76

5.4.1建立流动微分方程的基本方法 76

5.4.2初始条件和边界条件 77

5.4.3典型应用 78

6平面势流 81

6.1势函数 81

6.1.1势函数的概念 81

6.1.2速度势函数的定义 81

6.1.3引入速度势函数的意义 82

6.1.4速度势函数的求解 83

6.1.5速度势函数与环量的关系 83

6.1.6无旋流动的基本性质 83

6.1.7拉普拉斯方程（势函数方程） 84

6.1.8泊松方程 85

6.2流函数 85

6.2.1流函数的概念 85

6.2.2流函数的定义 86

6.2.3流函数的意义 86

6.2.4流函数的求法 87

6.2.5流函数的基本性质 87

6.2.6流函数方程 87

6.3流函数与势函数的关系 88

6.3.1流函数与势函数的边界条件 88

6.3.2柯西-黎曼条件 88

6.3.3等势线 89

6.3.4流线 89

6.3.5流网 89

6.4简单势流流动 90

6.4.1解决势流问题的思路 90

6.4.2势流叠加原理 90

6.4.3简单流动 91

6.4.4复合流动 94

7管内流体流动 98

7.1流体在直圆管内的流动 98

7.1.1圆管内充分发展的层流流动 98

7.1.2圆管内充分发展的湍流流动 99

7.2圆管进口段流动分析 101

7.3管路中的局部损失 102

7.3.1管道局部损失 102

7.3.2减小局部损失的措施 104

7.4管路水力计算 106

7.4.1管路计算的基本公式 106

7.4.2管路计算 106

8流体绕物流动 110

8.1边界层 110

8.1.1边界层基本概念 110

8.1.2边界层厚度 111

8.1.3边界层方程组及边界条件 114

8.1.4边界层分离 122

8.2流体绕物流动 125

8.2.1复势与复速度 125

8.2.2绕圆柱的无环量流动 126

8.2.3绕圆柱的有环量流动 129

8.2.4保角映射方法的基本思想 130

8.2.5卡门涡街 132

8.2.6库塔条件 134

8.2.7圆柱绕流力 136

8.3风轮的空气动力学特性 137

8.3.1风轮几何定义 137

8.3.2贝茨理论 138

8.3.3空气总动力 140

8.3.4风力机主要尺寸设计 144

9湍流与射流 147

9.1湍流 147

9.1.1层流与湍流 147

9.1.2湍流的描述 148

9.1.3湍流流动切应力 149

9.1.4湍流的基本方程 151

9.1.5普朗特经验混合长度理论 154

9.1.6湍流模式 156

9.2射流 158

9.2.1自由湍流射流的基本概念 158

9.2.2湍动射流的微分方程组 161

9.2.3射流动量积分方法 163

9.2.4湍流自由射流的流速分布求解 165

10撞击流 172

10.1撞击流技术的概述 172

10.1.1撞击流的基本原理 172

10.1.2撞击流的特点 172

10.1.3撞击流的特性 173

10.1.4撞击流应用 173

10.2层流撞击流技术 174

10.2.1层流撞击流数学模型 174

10.2.2平面二维撞击流 174

10.2.3一般三维撞击流 176

10.3水平同轴撞击流中的单颗粒运动 176

10.3.1水平同轴撞击流中的单颗粒运动规律 176

10.3.2单颗粒运动的数学模型 177

10.3.3单个颗粒运动的解析 178

11流体流动的相似性 182

11.1相似理论 182

11.1.1几何相似 182

11.1.2运动相似 182

11.1.3动力相似 183

11.2相似原理 184

11.2.1相似准则 184

11.2.2相似准数 185

11.2.3相似准数的物理意义 185

11.2.4相似定理 187

11.2.5量纲分析 187

11.3模型实验解决的问题 194

参考文献 197