边界层理论PDF电子书下载

第一章 概论 1

第一节 边界层理论的创立和发展 1

一、初始阶段 2

二、第二阶段 2

三、第三阶段 3

第二节 粘性流体的性质 3

一、理想流体与粘性流体 3

二、粘性与牛顿内摩擦定律 5

三、热传导性和傅里叶定律 8

四、牛顿流体与非牛顿流体 9

第三节 边界层 10

一、速度边界层的概念 10

二、速度边界层厚度和阻力系数的估算 12

三、速度边界层内流体的流动状态 20

五、不可压缩与可压缩流体的边界层 22

四、温度边界层 22

第二章 粘性流体运动的基本方程组 24

第一节 体积分的随体导数 24

第二节 连续性方程 28

第三节 动量方程 30

一、由动量定律推导动量方程 30

二、由动量矩定律推导动量矩方程 36

三、广义牛顿定律 37

四、纳维尔－斯托克斯方程 46

第四节 能量方程 48

第五节 热力学状态参数及状态方程 55

第六节 粘性流体运动的基本性质 57

一、粘性流体运动的有旋性 57

二、粘性流体运动的旋涡扩散性 59

三、粘性流体运动的能量耗散性 61

第七节 粘性流体运动基本微分方程组及其定解条件 63

一、基本微分方程组 63

二、定解条件 64

第八节 粘性流体运动基本方程组的求解 66

一、层流运动求解的讨论 66

二、粘性流体运动基本方程组求解的特例 68

第三章 不可压缩流体层流边界层 77

第一节 二维不可压缩流体层流速度边界层 77

第二节 粘性阻力和边界层分离 88

第三节 二维不可压缩流体层流速度边界层的相似解 93

一、速度边界层方程的一般性质 93

二、边界层方程相似解存在的条件 95

三、速度边界层方程相似解实例 103

第四节 二维不可压缩流体层流速度边界层的积分关系式解法 118

一、速度边界层动量积分关系式 119

二、动量积分关系式解法 121

第五节 轴对称旋转体层流速度边界层 139

一、轴对称速度边界层方程 140

二、门格勒变换 143

三、轴对称层流边界层的相似解 145

四、轴对称层流边界层的近似解 148

第六节 二维不可压缩流体层流温度边界层 150

一、温度边界层方程 151

二、温度边界层的一般讨论 156

三、温度边界层方程在极小Pr数和极大Pr数两种情况下的求解 159

四、等温平板温度边界层的相似解 164

五、楔形体温度边界层的相似解 181

第七节 自然流动温度边界层的相似解 189

一、自然流动时的速度边界层方程 189

二、沿竖直等壁温平板的自然流动 192

三、沿水平圆柱体的自然流动 196

笫八节 不可压缩流体层流温度边界层积分关系式解法 197

一、能量积分关系式 197

二、积分关系式的单参数解法 198

三、积分关系式的双参数解法 201

第一节 湍流的宏观特征与湍流的分类 207

第四章 湍流概述及其基本方程 207

第二节 层流向湍流的过渡 209

第三节 湍流平均值及时均运算关系式 222

一、湍流平均值 222

二、时均运算关系式 224

第四节 湍流运动的基本方程 227

一、连续性方程 228

二、动量方程 229

三、能量方程 231

四、不可压缩流体湍流运动基本方程组 235

第五节 湍流模式理论 236

一、零方程模式（混合长度理论） 236

二、一方程模式 242

三、二方程模式 249

第五章 不可压缩流体湍流边界层和管内湍流 251

第一节 壁面湍流速度边界层的分层结构和时均速度分布 251

一、光滑壁面内层的时均速度分布 253

二、外层时均速度分布 258

三、通用速度分布公式 261

四、粗糙壁面的时均速度分布 266

第二节 湍流边界层基本方程 268

一、湍流速度边界层方程 268

二、湍流温度边界层方程 271

三、基本方程组及边界条件 271

四、动量积分关系式 272

第三节 湍流速度边界层的求解 275

一、光滑乎板湍流速度边界层 276

二、光滑平板壁面边界层平均摩擦阻力系数 283

三、粗糙平板壁面摩擦阻力系数与平均摩擦阻力系数 285

第四节 管内湍流 287

一、管内不可压缩流体平稳湍流动量方程 288

二、湍流光滑管的阻力计算 290

三、湍流粗糙管的阻力计算 292

一、热量传递和动量传递的比拟 294

第五节 不可压缩流体湍流温度边界层的求解 294

二、时均温度分布 304

三、管内流动中热量传递和动量传递的比拟 306

第六章 可压缩流体边界层流动 309

第一节 可压缩流体边界层流动的特点 309

一、理想流体参数沿流动方向与马赫数之间的关系 309

二、可压缩流体的物性参数 312

第二节 可压缩流体层流边界层微分方程组 314

第三节 可压缩流体层流边界层内温度分布和速度分布之间的关系 317

一、克罗柯－布泽曼第一能量积分 317

二、克罗柯－布泽曼第二能量积分 319

第四节 可压缩流体层流边界层微分方程的求解 325

一、多罗德尼秦－霍华斯变换 325

二、斯提瓦特森－伊林沃思变换 329

第五节 可压缩流体层流边界层相似解 335

一、平板层流边界层相似解 335

二、有压力梯度层流边界层相似解 343

三、驻点附近层流边界层相似解 349

第六节 可压缩流体层流边界层积分关系式 350

第七章 边界层的有限差分计算 356

第一节 前言 356

第二节 差商和截断误差 357

第三节 多点差商 363

第四节 变步长差分 366

第五节 抛物型方程的差分格式和稳定条件 368

第六节 边界层方程的坐标变换 373

第七节 边界层方程的差分格式及线性方程组 379

第八节 层流边界层的有限差分计算 384

第九节 湍流边界层的有限差分计算 386

附录A 张量分析初步 393

附录B 正交曲线坐标系及有关基本表达式 410

主要参考文献 430