第1章 绪论 1
1.1流体力学及其研究内容 1
1.2流体的主要物理性质 2
1.2.1惯性 2
1.2.2重力特性 3
1.2.3黏滞性 3
1.2.4压缩性和热胀性 6
1.2.5表面张力 9
1.2.6汽化压强 10
1.3作用在流体上的力 11
思考题与习题 12
第2章 流体静力学 14
2.1流体静压强及其特性 14
2.1.1流体静压强的定义 14
2.1.2流体静压强的特性 15
2.2液体平衡方程及其积分 16
2.2.1欧拉平衡方程式 16
2.2.2质量力的势函数 18
2.3重力作用下流体静压强的分布规律 19
2.3.1流体静压强基本方程式 19
2.3.2流体静压强基本方程式的意义 21
2.3.3等压面、连通器、帕斯卡定律 22
2.4压强的测量 26
2.4.1压强的表示方法 26
2.4.2压强的计量单位 27
2.4.3压强的测量仪器 29
2.5作用于平面上的静水总压力 34
2.5.1总压力的大小和方向 36
2.5.2总压力的作用点 37
2.6作用于曲面上的静水总压力 39
2.6.1总压力的大小 40
2.6.2总压力的方向和作用点 42
思考题与习题 43
第3章 流体动力学 46
3.1研究流体运动的两种方法 46
3.2 描述流体运动的基本概念 48
3.3恒定流连续性方程式 53
3.4恒定流能量方程式 56
3.4.1元流能量方程 56
3.4.2总流能量方程 58
3.4.3能量方程式的意义及总水头线与测压管水头线的绘制 61
3.4.4能量方程的应用条件、解题的一般步骤及注意事项 63
3.5恒定流的动量方程 67
思考题与习题 73
第4章 流动阻力与能量损失 78
4.1流动阻力与能量损失的两种形式及能量损失的计算公式 78
4.2层流与紊流 80
4.2.1雷诺实验 80
4.2.2沿程损失hf和平均流速v的关系 81
4.2.3流态的判别标准——雷诺数 82
4.3恒定均匀流的沿程水头损失和基本方程式 86
4.3.1均匀流的沿程水头损失 87
4.3.2均匀流基本方程 87
4.3.3圆管均匀流过流断面上的切应力分布 88
4.4沿程水头损失 89
4.4.1沿程阻力系数及其影响因素的分析 89
4.4.2尼古拉兹实验 90
4.4.3莫迪图 92
4.5局部损失 94
4.5.1局部损失的原因 94
4.5.2局部损失的计算 96
4.5.3减小阻力的措施 103
4.6绕流阻力与升力 105
4.6.1绕流运动与边界层的基本概念 105
4.6.2绕流阻力与升力 107
思考题与习题 109
第5章 孔口、管嘴出流和有压管流 111
5.1孔口出流 111
5.1.1孔口自由出流 111
5.1.2孔口淹没出流 113
5.2管嘴出流 115
5.2.1圆柱形外管嘴的恒定出流 115
5.2.2其他形式的管嘴 118
5.3有压管流 119
5.3.1简单管路的水力计算 120
5.3.2复杂管路的水力计算 124
5.4有压管路中的水击现象 130
5.4.1水击现象 130
5.4.2防止水击危害的措施 133
思考题与习题 134
第6章 流体测量 137
6.1压力的测量 137
6.1.1概述 137
6.1.2压力标准的传递 138
6.1.3压力的测量仪器 139
6.1.4流体静压力的测量 142
6.1.5运动流体中压力的测量 144
6.2流速的测量 145
6.2.1毕托管测速 146
6.2.2测速仪器 148
6.3流量的测量 150
6.3.1文丘里流量计 151
6.3.2喷嘴流量计 153
6.3.3孔板流量计 154
6.3.4测量流量的其他方法 156
思考题与习题 161
第7章 明渠流动 165
7.1概述 165
7.1.1明渠的几何性质 165
7.1.2明渠的分类 167
7.1.3明渠流动的特点 168
7.2明渠均匀流 169
7.2.1水力特征和形成条件 169
7.2.2过水断面的几何要素 171
7.2.3明渠均匀流基本公式 171
7.2.4水力最优断面和允许流速 172
7.2.5明渠均匀流的水力计算 174
7.3无压圆管均匀流 178
7.4明渠的流动状态 180
7.4.1明渠流动状态的判别 181
7.4.2断面单位能量、临界水深及临界底坡 183
7.5水跃和水跌 190
7.5.1水跃 190
7.5.2水跌 194
7.6棱柱形明渠非均匀渐变流水面曲线分析 194
7.6.1明渠非均匀流的定义、形成及特征 194
7.6.2棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程 195
7.6.3水面曲线分析 196
思考题与习题 201
第8章 堰流 202
8.1堰流的定义和特征 202
8.2堰流的分类 203
8.3堰流基本公式 205
8.4薄壁堰流 208
8.4.1矩形薄壁堰流 208
8.4.2三角形薄壁堰流 210
8.5实用堰流 211
8.6宽顶堰流 213
8.6.1自由式出流 213
8.6.2淹没式出流 215
8.6.3侧收缩的影响 216
思考题与习题 218
第9章 渗流 220
9.1概述 220
9.2渗流基本定律 222
9.3井和井群 226
9.3.1潜水完整井 226
9.3.2承压完整井 229
9.3.3井群 230
思考题与习题 232
第10章 量纲分析和相似原理 234
10.1量纲分析的概念和原理 235
10.1.1量纲的概念 235
10.1.2无量纲量 236
10.1.3量纲和谐原理 237
10.2量纲分析法 238
10.2.1瑞利法 238
10.2.2 π定理 239
10.2.3量纲分析方法的讨论 242
10.3相似理论基础 242
10.3.1相似原理 243
10.3.2相似准则 245
10.4模型实验设计 249
思考题与习题 252
参考文献 254