普通高等教育“十二五”规划教材 工程流体力学 问题导向型 下PDF电子书下载

C问题导向篇（续） 1

C4平板绕流摩擦阻力与边界层理论一 1

C4.1问题：平板绕流摩擦阻力如何形成和计算 1

C4.2实验与观察 2

C4.3建模与求解：普朗特边界层方程 4

C4.3.1物理与数学建模 4

C4.3.2普朗特边界层方程求解 8

C4.4建模与求解：卡门动量积分方程 9

C4.4.1物理与数学建模 9

C4.4.2动量积分方程求解 11

C4.5应用：平板绕流摩擦阻力 14

参考文献 17

习题 18

C5钝体绕流形状阻力与边界层理论二 20

C5.1问题：如何解答达朗贝尔之谜 20

C5.2实验与观察 21

C5.2.1表面光滑圆柱体的绕流实验 21

C5.2.2表面粗糙圆球的绕流实验 22

C5.3建模与分析：边界层分离的机理 24

C5.4应用：钝体绕流阻力 26

C5.4.1摩擦阻力与形状阻力 26

C5.4.2圆柱绕流阻力曲线 27

C5.4.3卡门涡街 29

C5.5应用：不同形状物体的绕流阻力系数 31

C5.5.1二维与三维钝体绕流阻力系数 31

C5.5.2圆球与流线型体的绕流阻力 32

C5.6边界层流动小结 34

参考文献 35

习题 36

C6明渠流动及其二维模型 38

C6.1明渠流基本知识 38

C6.2问题：明渠流与圆管流有何差别 41

C6.3明渠流场分析 42

C6.3.1实验与观察 42

C6.3.2二维明渠均匀流建模与分析 44

C6.4明渠均匀流沿程阻力分析 46

C6.4.1明渠均匀流形成条件 46

C6.4.2实验与观察 48

C6.4.3建模与分析：谢齐公式 51

C6.4.4曼宁公式 54

C6.4.5建模与分析：柯尔根公式 55

C6.5应用：明渠均匀流阻力公式 57

C6.5.1分区阻力公式与阻力系数图 57

C6.5.2明渠阻力公式的应用实例 61

C6.5.3曼宁系数的确定 65

C6.5.4水力最佳截面与允许流速 68

C6.5.5明渠均匀流水力计算 71

C6.6明渠非均匀流 75

C6.6.1判别流态的弗劳德准则 75

C6.6.2建模与分析：截面比能曲线 77

C6.6.3临界底坡、缓坡与陡坡 81

C6.6.4建模与分析：明渠非均匀流能量微分方程 82

C6.6.5应用：渐变流水面线分析 83

C6.6.6水跃与水跌 87

C6.6.7堰流 89

C6.7小结 92

参考文献 93

习题 94

C7地下水流动与渗流模型 97

C7.1问题：如何分析多孔介质中的流动 97

C7.1.1多孔介质 97

C7.1.2地下水渗流问题 98

C7.2实验与观察：达西定律 100

C7.3建模与分析 103

C7.3.1渗流的连续介质模型 103

C7.3.2渗流运动方程杜比公式 104

C7.3.3渗流基本方程及求解 107

C7.4应用一：地下河槽渐变渗流分析 109

C7.5应用二：井和井群渐变渗流计算 113

C7.6小结 117

参考文献 119

习题 119

D专 题篇 122

D1流体中的质量传输 122

D1.1分子扩散 123

D1.1.1菲克第一定律 123

D1.1.2扩散方程 124

D1.1.3瞬时点源的一维扩散 126

D1.1.4瞬时点源的三维和二维扩散 129

D1.1.5等强度连续点源和线源的扩散 130

D1.1.6用镜像法求解有边界反射的浓度场 132

D1.2随流扩散 134

D1.2.1随流扩散方程 134

D1.2.2随流扩散方程求解 135

D1.3湍流扩散 138

D1.3.1湍流扩散概念 138

D1.3.2随流湍流扩散方程 140

D1.4剪切流中的离散 142

D1.4.1一维离散方程 143

D1.4.2综合应用举例：明渠污染带分析 145

习题 148

D2泵与风机 151

D2.1泵与风机的基本知识 151

D2.1.1泵与风机的分类 151

D2.1.2泵与风机的主要参数和基本构造 153

D2.2泵和风机的基本理论 154

D2.2.1积分形式的动量矩方程 154

D2.2.2欧拉叶轮机方程 155

D2.3泵与风机的特性曲线与性能参数 158

D2.3.1理论特性曲线 158

D2.3.2实际特性曲线 159

D2.3.3综合性能曲线 161

D2.4相似准则 162

D2.5比转速 163

D2.6泵和风机的运行 166

D2.6.1泵在管路系统中的运行 167

D2.6.2对泵运行工况的调节 169

D2.7泵的汽蚀与预防 170

D2.8泵和风机选型知识 173

D2.8.1泵的选型 173

D2.8.2通风机的选型 174

习题 179

E附录（续） 182

E1 182

E1.1流体的物理性质 182

E1.2单位换算表 184

E1.3有关数学公式 186

E1.3.1直角坐标系中的矢量运算 186

E1.3.2柱坐标系中的表达式 187

E2 189

E2.1零攻角平板层流边界层精确解 189

E2.2物体阻力系数 190

E2.3习题答案 192

参考文献 195