第一章 引论 1
1.1 前言 1
1.2 本书的范围 2
1.3 符号和定义 6
第二章 管流和槽流 9
2.1 引言 9
2.2 槽流的层流理论 10
2.3 管流的层流理论 13
2.4 Reynolds数 15
2.5 进口长度 17
2.6 向湍流转捩 19
2.7 流量和压力梯度之间的关系 23
第三章 绕圆柱体的流动 25
3.1 引言 25
3.2 Reynolds数 26
3.3 流动图案 27
3.4 阻力 36
第四章 水平层中的对流 40
4.1 形态 40
4.2 运动的起始 41
4.3 流动状态 44
第五章 运动方程 54
5.1 引言 54
5.2 流体质点和连续介质力学 54
5.3 Euler坐标和Lagrange坐标 57
5.4 连续方程 58
5.5 实质导数 60
5.6 Navier-Stokes方程 62
5.7 边界条件 70
5.8 不可压缩性条件 74
附录:动力学方程粘性项的推导 79
第六章 其他的基本概念 82
6.1 流线、流管、质点路线和条纹线 82
6.2 圆柱体绕流的计算结果 84
6.3 流函数 90
6.4 涡量 90
6.5 涡量方程 95
6.6 环量 97
第七章 动力相似 98
7.1 引言 98
7.2 动力相似条件:Reynolds数 100
7.3 因变量 103
7.4 其他的无量纲控制参数 105
第八章 低Reynolds数和高Reynolds数 107
8.1 Reynolds数的物理意义 107
8.2 低Reynolds数 108
8.3 高Reynolds数 109
第九章 粘性流动方程的某些解 116
9.1 引言 116
9.2 Poiseuille流动 116
9.3 旋转Couette流动 117
9.4 绕圆球的Stokes流动 119
9.5 低Reynolds数圆柱绕流 120
第十章 无粘性流动 123
10.1 引言 123
10.2 Kelvin环量定理 123
10.3 无旋运动 123
10.4 Bernoulli方程 126
10.5 无粘性流动中的阻力:d Alembert“疑题” 127
10.6 Bernoulli方程的应用 129
10.7 几个定义 131
11.2 边界层近似 133
第十一章 边界层及有关课题 133
11.1 边界层的形成 133
11.3 零压梯度解 136
11.4 边界层分离 139
11.5 钝体的阻力 143
11.6 流线型化 144
11.7 尾流 145
11.8 射流 147
11.9 粘性流动的动量与能量 151
12.1 引言 155
第十二章 升力 155
12.2 二维机翼 156
12.3 三维机翼 161
12.4 自转物体 162
第十三章 热流动的基本方程和基本概念 165
13.1 引言 165
13.2 对流方程 166
13.3 对流流动的分类 169
13.4 强迫对流 170
13.5 有浓度变化的流动(传质问题) 173
14.1 引言 176
第十四章 自由对流 176
14.2 无量纲控制参数 177
14.3 绝热温度梯度 181
14.4 把自由对流看作一个热机 184
14.5 竖直的热平板所引起的对流 186
14.6 热卷流 193
14.7 流体层中的对流 194
附录:自由对流的Boussinesq近似 201
15.2 离心力和Coriolis力 210
15.1 引言 210
第十五章 旋转流体中的流动 210
15.3 地转流动与Taylor-Proudman定理 212
15.4 Taylor柱 214
15.5 Ekman层 222
15.6 固有稳定性和惯性波 228
15.7 Rossby波 230
15.8 旋转环形套筒中的对流 236
第十六章 分层流 238
16.1 基本概念 238
16.2 阻塞 242
16.3 背风波 247
16.4 内波 248
16.5 分层和旋转 256
第十七章 不稳定现象 259
17.1 引言 259
17.2 表面张力引起的液柱不稳定性 259
17.3 由于产生内热而引起的对流 262
17.4 由于表面张力变化而引起的对流 264
17.5 旋转Couette流动的不稳定性 265
17.6 剪切流动的不稳定性 270
18.1 线性稳定性理论的性质 275
第十八章 流体动力学稳定性理论 275
18.2 Bénard对流的起始 277
18.3 超稳定性 282
18.4 旋转的Couette流动 283
18.5 边界层的稳定性 284
第十九章 向湍流转捩 290
19.1 边界层转捩 290
19.2 射流和其他自由剪切流动中的转捩 294
19.3 管流的转捩 299
第二十章 湍流 307
20.1 湍流运动的性质 307
20.2 湍流运动统计描述的引言 311
20.3 统计描述法的数学提法 313
20.4 湍流方程 315
20.5 计算方法 321
20.6 对关联的解释 321
20.7 谱 324
20.8 涡的概念 326
第二十一章 均匀各向同性湍流 328
21.1 引言 328
21.2 空间关联和封闭问题 328
21.3 谱和能量级串 331
21.4 能量级串的动力学过程 335
第二十二章 湍流的结构 338
22.1 引言 338
22.2 Reynolds数相似和自保存 340
22.3 间歇现象和挟带现象 343
22.4 湍流尾流的结构 347
22.5 靠近壁面的湍流运动 355
22.6 边界层中的大涡 364
22.7 Coanda效应 367
22.8 分层的剪切流动 370
22.9 逆转捩 377
第二十三章 实验方法 379
23.1 实验流体力学的概貌 379
23.2 速度测量 382
23.3 压力和温度的测量 387
23.4 流动显示 388
第二十四章 某些实际情况 393
24.1 引言 393
24.2 云的图案 393
24.3 大气环流中的波 395
24.4 大陆漂移和地幔中的对流 397
24.5 太阳的米粒组织 400
24.6 废水的扩散 401
24.7 风对结构的影响 404
24.8 边界层控制:涡旋发生器 408
24.9 射流技术 409
24.10 波式游动 414
24.11 由人体所产生的对流 417
24.12 回飞棒的飞行 418
符号 422
习题 427
书目和文献 451