高等工程流体力学PDF电子书下载

第一部分　流体力学的基本方程 2

第1章　流体力学的基本概念 2

1.1　拉格朗日参考系与欧拉参考系 2

1.2　迹线、流线和脉线 6

1.3　物质导数 9

1.4　速度分解定理 13

1.4.1　速度分解定理，应变率张量和旋转率张量 13

1.4.2　应变率张量及旋转率张量各分量的物理意义 15

1.5　有旋运动的基本概念 19

1.6　物质积分的随体导数——雷诺输运定理 23

1.7　应力张量 27

1.8　本构方程 35

1.8.1　牛顿流体的本构方程 35

1.8.2　粘性系数 37

第2章　流体力学的基本方程 43

2.1　连续方程 43

2.2　动量方程 46

2.3　能量方程 53

2.4　牛顿流体的基本方程组 59

2.5　边界条件 61

第3章　流体力学的几个重要定理 70

3.1　开尔文定理 70

3.2　伯努利方程 73

3.3　非惯性系中的伯努利方程 78

3.4　涡量动力学方程 82

第4章　平面势流 90

4.1　速度势函数与流函数 90

第二部分 理想不可压缩流体的流动 90

4.2　复位势和复速度 93

4.3　基本流动 94

4.3.1　均匀流 94

4.3.2　点源（汇） 95

4.3.3　点涡 96

4.3.4　绕角流动 96

4.3.5　偶极子 98

4.4　圆柱绕流 100

4.4.1　无环量圆柱绕流 100

4.4.2　有环量圆柱绕流 101

4.5　布拉修斯公式 105

4.6　镜像法 109

4.6.1　平面定理——以实轴为边界 110

4.6.2　平面定理——以虚轴为边界 111

4.6.3　圆定理 112

4.7　保角变换 115

4.8　茹柯夫斯基变换 118

4.8.1　椭圆绕流 120

4.8.2　平板绕流和库塔条件 123

4.9　茹柯夫斯基翼型 125

4.10　施瓦兹-克里斯托弗尔变换 131

4.11　自由射流 134

第5章　空间轴对称势流 143

5.1　速度势函数和斯托克斯流函数 143

5.2　速度势函数方程的解 146

5.3　基本流动 147

5.4　半无穷体绕流 151

5.5　圆球绕流 153

5.6　旋转体无攻角绕流 155

5.7　巴特勒球定理 157

5.8　达朗贝尔佯谬 160

5.9　奇点对物体的作用力 162

5.10　虚拟质量 165

第6章　理想流体的旋涡运动 171

6.1　涡量场和散度场的诱导速度场 171

6.2　直线涡丝和圆形涡丝 174

6.2.1　直线涡丝 175

6.2.2 圆形涡丝 178

6.3　卡门涡街 181

6.4　涡层 185

第三部分 粘性不可压缩流体的流动 193

第7章　纳维-斯托克斯方程的精确解 193

7.1　定常的平行剪切流动 193

7.1.1　库埃特流动 194

7.1.2　泊肃叶流动 195

7.2　非定常的平行剪切流动 200

7.2.1　突然加速无界平板附近的流动 200

7.2.2　无界振动平板附近的流动 203

7.2.3　平行壁面间的振荡流动 205

7.3　平面圆周运动 207

7.3.1　两旋转圆筒间的流动 207

7.3.2　无限长直涡丝诱导的流动 209

7.4　几种非线性流动的精确解 214

7.4.1　平面滞止区域的流动 214

7.4.2　收缩形和扩张形通道内的流动 218

7.4.3　多孔壁上的流动 221

8.1　斯托克斯近似 226

第8章　小雷诺数流动 226

8.2　绕圆球的缓慢流动 230

8.3　奥辛近似 235

8.4　滑动轴承内润滑油的流动 237

8.5　通过多孔介质的缓慢流动 242

第9章　层流边界层流动 246

9.1　边界层的几个厚度 246

9.2　边界层方程 247

9.3　顺流平板边界层 250

9.4　边界层方程的相似解 255

9.5　绕楔形物体的流动 258

9.6　动量积分方程 267

9.7　卡门-波尔豪森近似 272

9.8　边界层分离 279

9.9　层流边界层的稳定性 282

第10章　紊流 289

10.1　紊流概述及紊流的统计平均 289

10.1.1　紊流的基本特性 289

10.1.2　紊流的统计平均 290

10.2.1　时均流动的连续性方程和运动方程 292

10.2　紊流的基本方程 292

10.2.2　雷诺应力方程及紊动能方程 297

10.3　紊流统计理论和各向同性紊流 299

10.3.1　紊流脉动量的关联 300

10.3.2　各向同性紊流分析 301

10.3.3　科尔莫高洛夫局部各向同性假设与紊能谱的-3/5幂次律 304

10.4　紊流模型及紊流的数值模拟 307

10.4.1　代数涡粘性模型 308

10.4.2　标准k-ε模型 312

10.4.3　雷诺应力模型和代数应力模型 316

10.4.4　高级数值模拟简介 318

10.5　平壁上的紊流运动 319

10.6　圆管紊流 324

10.7　平面紊动射流 326

第四部分 理想可压缩流体的流动 335

第11章　理想可压缩流体的一维流动 335

11.1　小扰动在静止流体中的传播 335

11.1.1　小扰动传播方程和音速 335

11.1.2　小扰动传播的特征线和黎曼不变量 339

11.1.3　活塞问题 341

11.2　有限振幅波的传播 344

11.2.1　有限振幅波传播的特征线和黎曼不变量 344

11.2.2　简单波 347

11.2.3　激波的形成 349

11.3　正激波 351

11.4　激波管 358

11.5　一维定常等熵流动 361

12.1　势流流动 365

第12章　理想可压缩流体的平面流动 365

12.2　小扰动理论 367

12.2.1　势流方程的线性化 367

12.2.2　边界条件的线性化 369

12.2.3　压强系数的线性化 369

12.3　波形壁绕流 370

12.3.1　亚音速流动 370

12.3.2　超音速流动 373

12.4　普朗特-葛劳渥特法则 377

12.5　超音速流动的埃克特理论 378

12.6　斜激波 381

12.7　普朗持-迈耶流动 386

附录A　矢量分析和场论 392

附录B　笛卡尔张量 395

附录C　正交曲线坐标系 401

附录D　流体力学基本方程组 406

附录E　复变函数 411

练习题答案 414

参考书目 424

主题词索引 426