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第1章 水力学基础 1

1.1 主要流体的物理性质 1

1.1.1 重度（单位体积流体的重量）γ和密度ρ（=γ/g） 1

1.1.2 压缩率β和比容v 2

1.1.3 流体中压力波的传播速度（声速）a 2

1.1.4 动力粘度μ与运动粘度v 3

1.1.5 表面张力H 4

1.1.6 水的饱和蒸汽压ps 5

1.1.7 气体对于水的溶解度 5

1.2 水静力学 5

1.2.1 压力 5

1.2.2 压力的单位 6

1.2.3 深度压力的大小与方向 6

1.2.4 水头 6

1.2.5 压力的传递（帕斯卡原理） 6

1.2.6 深度压力与压力中心（平面） 7

1.2.7 深度压力与压力中心（曲面） 8

1.2.8 均匀压力的合力 8

1.2.9 浮力 9

1.2.10 浮体 9

1.2.11 浮体的稳定性 9

1.2.12 流体静力学的基本方程式 9

1.2.13 等压面 10

1.2.14 力线 10

1.2.15 相对静止（相对平衡） 10

1.3 一般水动力学 10

1.3.1 层流与湍流 10

1.3.2 流线，定常流 12

1.3.3 流量，连续性定理 13

1.3.4 伯努利定理 13

1.3.5 动压和总压（滞止压力） 14

1.3.6 两流线间的总水头差 14

第2章 流道与流体阻力 14

2.1 流体的摩擦 14

2.1.1 流体的摩擦与切应力 14

2.1.2 圆管的管摩擦 15

2.1.3 铁管的老化效应 17

2.1.4 非圆形断面管 18

2.1.5 组合管 18

2.2 管路 19

2.2.1 管路的损失水头 19

2.2.2 起始段内的流动 19

2.2.3 管路进口 19

2.2.4 管路出口 20

2.2.5 扩散管与收缩管 20

2.2.6 弯管 21

2.2.7 肘形弯管 22

2.2.8 分流管（分歧管） 22

2.2.9 汇流管 23

2.2.10 管接头 24

2.2.11 阀和旋塞 24

2.2.12 孔口、喷嘴和文丘里管 24

2.2.13 管路的总损失和流量 25

2.2.14 管道输送流体的动力 25

2.2.15 管路流速 26

2.3 明渠 26

2.3.1 明渠断面和流速不变时的流动 26

2.3.2 明渠的最佳断面形状 27

2.3.3 明渠的适宜流速 27

2.3.4 流速分布 27

2.3.5 流速变化时的流动 27

2.4 流体中的物体阻力 27

2.4.1 阻力系数 27

2.4.2 球的阻力 28

2.4.3 圆柱阻力 29

2.4.4 各种物体的阻力系数 30

2.4.5 圆管束的阻力 31

2.4.6 卡门涡列 32

2.5 两相流动 33

2.5.1 固气两相流动 33

2.5.2 固液两相流动 35

2.5.3 气液两相流动 36

2.6 动量定理 37

2.6.1 动量守恒和物体所受的力 37

2.6.2 动量矩守恒和物体所受的力 38

2.7 管内非定常流，水击 38

2.7.1 水击作用 38

2.7.2 管内压力波的传播速度 38

2.7.3 水击的基本方程式 39

2.7.4 水击的图解法 40

2.7.5 水击特征线法 42

2.7.6 油压管路的非定常流动 42

2.7.7 流体系统中的特殊振动 44

第3章 压力、流速与流量测定 45

3.1 压力测定 45

3.1.1 各种液柱压力计 45

3.2 流速测定 46

3.2.1 流速计 46

3.2.2 皮托管 47

3.2.3 热线流速仪 48

3.2.4 其他测定法 48

3.3 流体的流量测定 49

3.3.1 容器法 49

3.3.2 翼式流量计 49

3.3.3 速度分布法 49

3.3.4 节流装置 49

3.3.5 堰 52

3.3.6 盐水速度法 54

3.3.7 盐水浓度法 54

3.3.8 吉布生法 54

3.3.9 指数法（弯管流量计的应用） 55

3.3.10 电磁流量计 55

3.3.11 超声波流量计 55

3.3.12 油的流量测定法 55

3.4 气体流量的测定 55

3.4.1 容器法 55

3.4.2 容积式流量计 56

3.4.3 面积式流量计 56

3.4.4 速度分布法 56

3.4.5 节流法 56

3.4.6 托马氏计 57

3.4.7 蒸汽的流量测定 57

3.5 流动的可视化 57

3.5.1 涂敷法 57

3.5.2 贴附法 57

3.5.3 示迹法 57

3.5.4 化学反应法 58

3.5.5 电控法 58

3.5.6 光学法 58

第4章 流体力学 59

4.1 流体力学基础 59

4.1.1 符号 59

4.1.2 运动方程式（直角坐标） 59

4.1.3 运动方程式（圆柱坐标） 59

4.1.4 运动方程式（球面坐标） 59

4.1.5 连续性方程式（直角坐标） 60

4.1.6 连续性方程式（圆柱坐标） 60

4.1.7 连续性方程式（球面坐标） 60

4.1.8 能量方程式 60

4.1.9 状态方程式 61

4.1.10 涡量，环量 61

4.1.11 斯托克斯定理 61

4.1.12 旋涡性质 61

4.1.13 涡丝的诱导速度 61

4.1.14 流函数 61

4.2 理想、不可压流体的流动 62

4.2.1 无旋流动，速度势 62

4.2.2 复变函数的应用、复势、复速度 62

4.2.3 简单势流举例 62

4.2.4 保角变换 63

4.2.5 保角变换举例 63

4.2.6 布拉修斯公式 63

4.2.7 不连续流动，瑞利公式 64

4.2.8 射流 64

4.2.9 表观质量 64

4.3 流体的振动，波动 65

4.3.1 长波，重力波 65

4.3.2 满槽水的固有频率 65

4.3.3 水滴的振动 65

4.3.4 流体中物体振动的表观质量 66

4.4 小雷诺数的流动 66

4.4.1 斯托克斯近似 66

4.4.2 奥森近似 66

4.4.3 数值解 66

4.5 边界层 67

4.5.1 边界层 67

4.5.2 层流边界层方程式 67

4.5.3 湍流边界层方程式 67

4.5.4 边界层的动量方程式 68

4.5.5 边界层理论应用举例 68

4.5.6 边界层的分离 69

4.5.7 边界层的控制 69

4.6 油膜润滑 70

4.7 相似律 71

4.7.1 相似条件 71

4.7.2 雷诺数 71

4.7.3 马赫数 71

4.7.4 弗劳德数，格腊晓夫数，韦伯数 72

4.7.5 斯特劳哈尔数 72

4.7.6 普朗特数，派克勒数，厄加特数 72

4.7.7 模型实验 72

4.7.8 风洞实验 72

4.8 湍流 72

4.8.1 湍流 72

4.8.2 运动方程式，连续性方程式 73

4.8.3 传递理论 73

4.8.4 统计理论 73

4.8.5 射流，尾流 74

4.8.6 扩散现象 75

4.8.7 湍流噪声 76

第5章 可压缩流体 76

5.1 可压缩流体的流动 76

5.1.1 状态方程式 76

5.1.2 马赫数 76

5.2 一元流动 77

5.2.1 可压缩流体一元流动的基本方程式 77

5.2.2 基准状态 78

5.2.3 亚声速流动与超声速流动的差别 78

5.2.4 喷嘴与喉管的流动 78

5.2.5 范诺线和瑞利线 79

5.3 激波 79

5.3.1 激波的发生 79

5.3.2 正激波 79

5.3.3 斜激波 79

5.4 二元流动 80

5.4.1 凹面中的压缩波 80

5.4.2 凸面上的膨胀波 80

5.4.3 特征线法 81

5.5 细长体绕流 81

5.6 空气动力加热 82

5.7 边界层与激波的干扰 82

5.7.1 边界层与激波的干扰 82

5.7.2 模拟激波 82

第6章 翼型，叶栅和螺旋桨 83

6.1 翼型 83

6.1.1 翼型的命名法 83

6.1.2 翼型的各种系数 83

6.1.3 性能曲线 83

6.1.4 跨声速翼型 83

6.1.5 超声速翼型 84

6.1.6 超气蚀（SC）翼型 84

6.2 叶栅 85

6.2.1 关于叶栅的名称与符号 86

6.2.2 二元叶栅的性能 86

6.2.3 叶栅的临界负荷 88

6.3 回转流面的径向平衡 88

6.3.1 轴流式回转机械的内部流动 88

6.3.2 流线分析 89

6.3.3 作动圆盘理论 89

6.4 翼型和叶栅的气蚀性能 89

6.5 翼和叶栅的振动与噪声 90

6.5.1 振动 90

6.5.2 噪声 90

6.6 螺旋桨 91

6.6.1 动量理论 91

6.6.2 简单叶素理论 91

6.6.3 无限叶片旋涡理论 91

6.6.4 升力线理论 91

6.6.5 升力面理论 91

第7章 非牛顿流体，电磁流体，稀薄气体，其他 91

7.1 非牛顿流体 91

7.1.1 按流型分的流体分类 91

7.1.2 基本方程组 92

7.1.3 纯粘性流体 92

7.1.4 塑性流体 93

7.1.5 时间相关流体（时间依存流体） 93

7.1.6 粘弹性流体 93

7.2 电磁流体 94

7.2.1 电磁流体力学的基本方程式 94

7.2.2 相似律 95

7.2.3 哈特曼流动 95

7.3 稀薄流体 96

7.3.1 稀薄化的影响 96

7.3.2 努森数 96

7.3.3 稀薄流体的流动分类 96

7.3.4 分子速度分布函数和玻耳兹曼方程式 96

7.3.5 适应系数 97

7.3.6 作用于自由分子流中的物体上的力 97

7.3.7 圆管内的流动 98