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第0章 序言 1

第1章 流体的主要物理性质 3

1.1流体的特征及连续介质模型 3

1.1.1流体的特征 3

1.1.2连续介质模型 4

1.2流体密度的相关概念 4

1.2.1流体的密度 4

1.2.2流体的相对密度 5

1.2.3流体的比容 5

1.2.4混合气体的密度 5

1.2.5流体的容重 6

1.3流体的压缩性和膨胀性 6

1.3.1流体的压缩性 6

1.3.2流体的膨胀性 7

1.3.3可压缩流体和不可压缩流体 7

1.4作用在流体上的力 9

1.4.1质量力 9

1.4.2表面力 9

1.5流体的黏性 10

1.5.1黏性的概念及黏性内摩擦力产生的原因 10

1.5.2牛顿内摩擦定律 11

1.5.3流体的黏度与温度和压强的关系 13

1.5.4牛顿流体与非牛顿流体 15

1.5.5黏性流体和理想流体 16

1.6表面张力和毛细现象 16

思考题 18

习题 18

第2章 流体静力学 21

2.1静止流体的压强特点 21

2.2静止流体平衡方程 22

2.3重力场中静止流体内部的压强 23

2.3.1不可压缩流体 23

2.3.2标准大气 24

2.4非惯性坐标系中的静止液体 26

2.4.1等加速度直线运动中的相对静止液体 26

2.4.2等角速度旋转运动中的相对静止液体 27

2.5静止液体对平板的作用力 30

2.5.1作用力的大小 30

2.5.2力的作用点 31

2.6静止液体对曲面的作用力 32

2.7浮力 34

2.7.1浮力基本定律 34

2.7.2液体比重计 35

2.8流体静压强的测量 35

2.8.1 U形管测压计 35

2.8.2多管测压计 36

2.8.3微压计 36

思考题 37

习题 37

第3章 流体流动的基本方程 42

3.1描述流体运动的两种方法 42

3.1.1拉格朗日方法 42

3.1.2欧拉方法 43

3.1.3质点导数 44

3.2描述流体运动的一些基本概念 45

3.2.1流动的分类 45

3.2.2迹线与流线 46

3.2.3流管 47

3.2.4流量 47

3.3系统与控制体 48

3.4连续方程 50

3.4.1积分形式的连续方程 50

3.4.2微分形式的连续方程 53

3.5动量方程 55

3.6伯努利方程 59

3.6.1理想流体一维定常流动的运动微分方程 59

3.6.2伯努利方程 61

3.6.3伯努利方程的应用 62

3.7动量矩方程 67

3.7.1动量矩方程 67

3.7.2涡轮机械的基本方程 70

3.8能量方程 71

3.8.1积分形式的能量方程 71

3.8.2稳定流动的能量方程 73

3.9管流能量方程 74

3.9.1能量方程和伯努利方程的比较 74

3.9.2动能修正系数及动量修正系数 75

3.9.3总流伯努利方程 76

思考题 77

习题 78

第4章 旋涡理论和势流理论 84

4.1流体微团的运动分析 84

4.1.1线变形速度 85

4.1.2剪变形角速度 86

4.1.3平均旋转角速度 87

4.2有旋运动和无旋运动 88

4.2.1圆周运动 88

4.2.2直线运动 90

4.3理想流体运动微分方程 91

4.3.1欧拉运动微分方程 91

4.3.2兰姆运动微分方程 93

4.4欧拉积分和伯努利积分 93

4.4.1欧拉积分 94

4.4.2伯努利积分 94

4.4.3两种积分的物理意义及应用 95

4.5旋涡的基本概念 96

4.5.1涡线、涡管 97

4.5.2旋涡强度（涡通量） 97

4.6速度环流和斯托克斯定理 98

4.6.1速度环流 98

4.6.2斯托克斯定理 98

4.7旋涡运动的基本定理 101

4.7.1汤姆逊定理 101

4.7.2亥姆霍兹定理 102

4.8二元旋涡的速度分布和压强分布 103

4.9速度势和流函数 105

4.9.1速度势 105

4.9.2流函数 107

4.9.3速度势和流函数的求解方法 109

4.10几种简单的平面势流及其叠加 112

4.10.1直均流 112

4.10.2源或汇 112

4.10.3点涡 113

4.10.4简单平面势流的叠加 114

4.10.5偶极 115

4.10.6螺旋流 116

4.11直均流绕圆柱体无环流流动 117

4.11.1直均流绕圆柱体流动的速度势 117

4.11.2速度分布 119

4.11.3圆柱表面的压强分布 119

4.11.4作用在圆柱体上的力 121

4.12直均流绕圆柱体有环流流动 122

思考题 124

习题 125

第5章 相似理论与量纲分析 128

5.1相似概念 128

5.1.1几何相似 128

5.1.2运动相似 129

5.1.3动力相似 129

5.2动力相似准则 130

5.2.1黏性力相似准则 131

5.2.2压力相似准则 132

5.2.3重力相似准则 132

5.2.4弹性力相似准则 132

5.2.5表面张力相似准则 133

5.3量纲分析法 133

5.3.1量纲知识 134

5.3.2瑞利法 134

5.3.3π定理 136

5.4近似的模型实验 138

思考题 140

习题 141

第6章 黏性流体管内流动 143

6.1黏性流体中的应力分析 143

6.1.1黏性流体中的应力 143

6.1.2切向应力互等定律 144

6.1.3广义牛顿内摩擦定律 145

6.2不可压缩黏性流体的运动微分方程 148

6.3黏性流体的两种流动状态 151

6.4管内流动的两种损失 153

6.4.1沿程损失 153

6.4.2局部损失 154

6.5流体在圆管中的层流流动 155

6.5.1断面流速分布 155

6.5.2沿程水头损失计算 157

6.6流体在圆管中的湍流流动 159

6.6.1湍流流动和时均参数 159

6.6.2湍流中的附加切向应力 160

6.6.3圆管湍流的结构 161

6.6.4圆管湍流的速度分布 163

6.6.5圆管湍流的沿程损失 166

6.7沿程损失系数的实验研究 166

6.7.1尼古拉兹曲线与沿程损失系数经验公式 166

6.7.2莫迪图 169

6.8局部损失系数 171

6.8.1管道截面突然扩大 171

6.8.2管道截面突然缩小 172

6.8.3弯管 174

6.8.4其他管件 174

6.9管道的水力计算 174

6.9.1简单管道 175

6.9.2串联管道 178

6.9.3并联管道 178

6.9.4分支管道 181

6.10管道中的水击 182

6.10.1水击现象的物理过程 182

6.10.2最大压强升高值 184

6.10.3减弱水击的措施 184

思考题 185

习题 185

第7章 黏性流体绕物体的流动 191

7.1边界层的基本特征 191

7.1.1边界层概念 191

7.1.2边界层内的流态 191

7.2层流边界层的微分方程 193

7.3边界层的动量积分方程 194

7.4平板层流边界层的计算 196

7.5平板湍流边界层的计算 198

7.6平板混合边界层 201

7.7边界层分离 203

7.8物体在流体中运动的阻力 205

7.9圆柱绕流边界层与阻力 207

思考题 210

习题 210

第8章 气体动力学基础 212

8.1微弱扰动的传播速度 212

8.1.1微弱扰动的一维传播 212

8.1.2声速 214

8.1.3马赫数 215

8.2微弱扰动在空间流场中的传播特征 215

8.2.1静止流场（v=0）中微弱扰动的传播特征 215

8.2.2直线均匀亚声速流（v＜c）中微弱扰动的传播特征 215

8.2.3直线均匀声速流（v=c）中微弱扰动的传播特征 216

8.2.4直线均匀超声速流（v＞c）中微弱扰动的传播特征 216

8.3气体一维定常流动的基本方程 218

8.3.1连续方程 218

8.3.2运动方程 218

8.3.3能量方程 219

8.4气流的参考状态 219

8.4.1滞止状态 219

8.4.2极限状态 221

8.4.3临界状态 221

8.4.4速度系数 223

8.5变截面等熵管流的流动特征 224

8.6正激波 227

8.6.1正激波的形成 228

8.6.2正激波的传播速度 229

8.6.3正激波基本关系式 230

8.7收缩喷管中的流动 237

8.7.1喷管出口截面的流速和流量 237

8.7.2变工况流动分析 238

8.8缩放喷管中的流动 241

8.8.1出口流速、流量和面积比公式 241

8.8.2变工况流动分析 242

思考题 245

习题 246

习题参考答案 249

参考文献 255