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第1章粘性流动的基本概念与方程 1

1.1粘性流体流动 1

1.1.1引言 1

1.1.2粘性流动举例 2

1.1.3流体的粘性 7

1.2粘性流动的基本方程式 9

1.2.1研究流体运动的两种方法 9

1.2.2雷诺输运方程 11

1.2.3连续方程 12

1.2.4雷诺第二输运方程 13

1.2.5动量方程 13

1.2.6能量方程 17

1.2.7粘性流动中一点的偏应力张量 19

1.2.8粘性流动基本方程式 20

1.2.9变形速率张量 21

1.2.10本构方程 24

1.2.11纳维-斯托克斯方程 27

1.2.12纳维-斯托克斯方程的边界条件和初始条件 28

1.3明槽流动的纳维-斯托克斯方程 30

1.3.1不可压缩粘性流体在无界流场内的流动 30

1.3.2纳维-斯托克斯方程中的压强项改变为流体动压强 31

1.3.3明槽水流纳维-斯托克斯方程 32

1.4粘性流动的相似律 32

1.5涡量方程 33

参考文献 39

第2章纳维-斯托克斯方程的解 40

2.1平行流动 40

2.1.1库埃特流动 41

2.1.2泊肃叶流动 43

2.2运动平板引起的流动 47

2.2.1突然加速平板引起的流动（斯托克斯第一问题） 47

2.2.2振动平板引起的流动（斯托克斯第二问题） 48

2.3平面驻点流动（希门茨流动 50

2.4重力作用下的平行流动 54

2.5平行平面间的脉冲流动 56

2.6奇异摄动法举例 58

2.7低雷诺数流动 61

2.7.1斯托克斯方程 62

2.7.2斯托克斯方程的一些基本解 64

2.7.3绕过球体的均匀流动 66

2.7.4奥辛近似 69

2.8边界层流动 71

参考文献 76

第3章边界层微分方程式 78

3.1边界层的基本特征 78

3.2边界层微分方程式 82

3.2.1二维平面边界层微分方程式 82

3.2.2沿二维弯曲壁面及轴对称曲面的边界层方程 85

3.3边界层厚度 90

3.3.1边界层位移厚度 90

3.3.2边界层动量损失厚度 91

3.3.3边界层能量损失厚度 92

3.3.4举例 92

3.4边界层方程的相似性解 93

3.5边界层的分离现象 97

3.5.1分离现象 97

3.5.2边界层流速分布特点与分离现象 98

参考文献 102

第4章边界层微分方程式的精确解 103

4.1绕顺流放置平板的边界层流动 103

4.2绕过楔形体的边界层流动 114

4.3绕过柱体的边界层流动 119

4.4顺流放置平板的尾流 123

4.5平面层流射流 127

4.6圆形层流射流 132

4.7二维管道进口段流动 135

参考文献 136

第5章边界层微分方程式的近似解 138

5.1边界层动量积分方程式与能量积分方程式 138

5.2顺流放置平板边界层流动的近似解 140

5.3二维边界层流动的卡门-波豪森近似方法 144

5.4边界层方程近似解与精确解的比较 151

参考文献 154

第6章紊流 155

6.1由层流到紊流的转捩 156

6.1.1圆管流动的转捩 156

6.1.2壁面边界层流动的转捩 157

6.2层流稳定性理论 159

6.2.1层流稳定性基本概念 159

6.2.2奥尔-佐默费尔德方程 161

6.2.3奥尔-佐默费尔德方程的主要特性 163

6.2.4稳定性理论应用于顺流放置的平板边界层流动 164

6.2.5曲壁面层流边界层的稳定性问题 165

6.2.6影响层流稳定性的其他因素 170

6.3猝发现象 173

6.4紊流的统计平均方法 178

6.4.1时间平均法（时均法） 179

6.4.2空间平均法 180

6.4.3统计平均法（系综平均法） 180

6.4.4各态遍历假设 182

参考文献 184

第7章紊流的基本方程 186

7.1紊流连续方程和雷诺方程 186

7.2紊流能量方程 189

7.2.1紊流瞬时流动的总能量方程 189

7.2.2紊流时均的总能量方程 190

7.2.3紊流时均流动部分的能量方程 192

7.2.4紊流脉动部分的能量方程 193

7.2.5能量方程的积分形式 193

7.3紊流的涡量方程、旋涡的拉伸 197

7.4紊流计算中的k方程与ε方程 200

7.4.1紊流脉动动能方程k方程 201

7.4.2紊流能量耗散率方程（ε方程） 204

7.5紊流的半经验理论 204

7.5.1涡粘性模型 205

7.5.2混掺长度理论 206

7.5.3涡量传递理论 209

7.5.4卡门相似性理论 210

7.5.5普适流速分布律 213

7.6紊流的基本特性 217

参考文献 218

第8章紊流扩散与离散 219

8.1分子扩散的菲克定律 220

8.2移流扩散方程 221

8.2.1移流扩散方程 221

8.2.2扩散方程 222

8.3随机游动与分子扩散 223

8.4紊流扩散 226

8.4.1泰勒紊流扩散理论 226

8.4.2欧拉法紊流扩散方程 229

8.5剪切流中的离散 231

参考文献 234

第9章紊动射流及尾流 235

9.1射流及尾流 235

9.2紊动射流及尾流的厚度和中心流速的沿程变化 237

9.2.1恒定射流 238

9.2.2尾流 239

9.3平面紊动射流 242

9.3.1微分方程解 242

9.3.2动量积分解 245

9.4圆形紊动射流 247

9.4.1圆形紊动射流的流速分布 247

9.4.2圆射流的紊动特性 248

9.5单独物体后的平面尾流 251

9.5.1平面尾流的流速分布 251

9.5.2平面尾流的紊动特性 254

参考文献 256

第10章圆管紊流 257

10.1圆管中的流速分布律 258

10.2圆管紊流的阻力 263

10.3粗糙圆管 266

10.3.1管道流动按粗糙的分区 267

10.3.2粗糙圆管的流速分布 269

10.3.3粗糙圆管的阻力规律 273

10.3.4实用管道 273

10.4管流的紊动特性 275

10.4.1管流中脉动流速与紊流切应力 275

10.4.2圆管紊流的断面能量平衡 278

10.4.3圆管紊流的频谱 283

参考文献 285

第11章紊流平板边界层 286

11.1紊流平板边界层的流速分布与分区结构 286

11.2紊流平板边界层的紊动特性 291

11.3紊流平板边界层的能量平衡 295

11.4紊流平板边界层的厚度和阻力 299

11.5粗糙平板紊流边界层 303

参考文献 307

第12章明槽紊流 308

12.1明槽紊流的分区结构与流速分布 308

12.1.1二维明槽均匀紊流理论分析 309

12.1.2分区结构与流速分布 312

12.2明槽紊流的阻力 315

12.3明槽紊流的紊动特性 317

12.3.1涡粘度与混掺长度 317

12.3.2紊流度 319

12.3.3明槽紊流的能量平衡 324

12.4粗糙壁面明槽紊流 325

12.4.1粗糙壁面的理论零点 325

12.4.2粗糙壁面明槽紊流的流速分布 327

12.4.3粗糙壁面明槽紊流的紊流度分布 328

12.4.4河流中的紊流 330

参考文献 331

附录场论与张量基本运算知识 333

参考书目 343

名词索引 344

人名索引 354