第1章 流体力学简介 1
1.1 流体力学简史 1
1.2 量纲和单位 4
1.2.1 量纲 4
1.2.2 单位 8
1.3 流体的定义 10
1.3.1 连续性假设 10
1.3.2 密度 12
1.3.3 重度 13
1.3.4 比重 14
1.4 流体性质 14
1.4.1 可压缩性 14
1.4.2 表面张力 17
1.4.3 黏度 20
第2章 流体静力学 27
2.1 某一点的压力 27
2.2 压力场基本方程 28
2.3 静止流体中的压力变化 31
2.3.1 不可压缩流体 31
2.3.2 可压缩流体 34
2.4 标准大气 35
2.5 浮力和稳定性 37
2.5.1 阿基米德原理 37
2.5.2 稳定性 40
2.6 压力的测量 42
2.7 压力测量法 44
2.7.1 测压管 45
2.7.2 U形管压力计 46
2.7.3 倾斜管压力计 50
第3章 流体运动学 54
3.1 速度场 54
3.1.1 欧拉法和拉格朗日法 55
3.1.2 一维、二维和三维流动 56
3.1.3 定常和非定常流动 57
3.1.4 流线、纹线和迹线 58
3.2 加速度场 60
3.2.1 物质导数 60
3.2.2 非定常作用 62
3.2.3 对流作用 63
3.3 流体微团运动 65
3.3.1 线运动和变形 66
3.3.2 角运动和变形 67
3.4 系统和控制体 69
3.5 雷诺输运定理 71
3.5.1 雷诺输运定理的推导 73
3.5.2 雷诺输运定理与物质导数的关系 78
第4章 流体流动的有限控制体分析 82
4.1 连续性方程 82
4.1.1 连续性方程的推导 82
4.1.2 连续性方程的应用 85
4.2 动量方程 88
4.2.1 动量方程的推导 88
4.2.2 动量方程的应用 89
4.3 动量矩方程 91
4.3.1 动量矩方程的推导 91
4.3.2 动量矩方程的应用 93
4.4 能量方程 96
4.4.1 能量方程的推导 96
4.4.2 能量方程的应用 98
4.4.3 伯努利方程 100
第5章 流体流动的微分分析 108
5.1 质量守恒 108
5.1.1 微分形式的连续性方程 109
5.1.2 柱坐标系中的连续性方程 112
5.2 动量守恒 112
5.2.1 作用在微元上的力 113
5.2.2 运动方程 116
5.3 黏性流动 118
5.3.1 应力－变形关系 118
5.3.2 纳维－斯托克斯方程 119
5.4 黏性不可压缩流动的求解 120
5.4.1 固定平板间的定常层流流动 120
5.4.2 圆管内的定常层流流动 123
第6章 相似理论和量纲分析 129
6.1 相似理论 129
6.2 相似准则 131
6.3 量纲分析 134
6.3.1 量纲和谐原理 134
6.3.2 瑞利法 135
6.3.3 白金汉姆∏定理 137
6.3.4 ∏定理的应用 139
6.4 相似与模化 143
6.4.1 流体力学问题的近似模型 143
6.4.2 模化实例 148
第7章 管内流动 154
7.1 管内流动的一般特性 155
7.2 圆管中的层流 158
7.3 圆管中的湍流 162
7.4 圆管中的压头损失 166
7.4.1 流动阻力产生的机理 166
7.4.2 管内流动阻力的分类 169
7.4.3 主要损失的计算 171
7.4.4 次要损失的计算 180
7.5 管路损失计算 190
7.5.1 当量水力直径 190
7.5.2 管道系统的损失计算 191
第8章 平面势流 202
8.1 势函数与流函数 202
8.1.1 势函数 202
8.1.2 流函数 205
8.2 简单势流 208
8.2.1 均匀直线流动 208
8.2.2 直角区域内的流动 209
8.2.3 点源和点汇 211
8.2.4 纯环流流动 213
8.3 势流叠加原理 215
第9章 绕物流动 225
9.1 边界层概述 225
9.2 边界层特性 228
9.2.1 边界层的形成 228
9.2.2 层流和湍流边界层 231
9.3 边界层方程 234
9.3.1 控制方程 234
9.3.2 边界层厚度 237
9.4 绕圆柱流动 240
9.4.1 理想流体绕圆柱流动 240
9.4.2 黏性流体绕圆柱流动 243
9.5 绕球流动 250
9.5.1 理想流体的绕球流动 250
9.5.2 黏性流体的绕球流动 253
参考文献 256