第1章 引言与基本概念 1
1-1引言 2
1-2不滑移条件 6
1-3流体力学简要历史 7
1-4流动分类 9
1-5系统与控制体 14
1-6量纲与单位的重要性 15
1-7工程问题数学建模 21
1-8问题求解技巧 23
1-9工程软件包 25
1-10准确度、精确度与有效数字 28
小结 31
参考文献 31
应用聚焦:核爆炸与雨滴有什么共同点 32
习题 33
第2章 流体的性质 37
2-1引言 38
2-2密度与比重 39
2-3蒸气压与空化 41
2-4能量与比热容 43
2-5可压缩性与声速 44
2-6黏性 50
2-7表面张力与毛细现象 55
小结 61
应用聚焦:空化 62
参考文献 63
习题 63
第3章 压强与流体静力学 73
3-1压强 74
3-2压强测量装置 79
3-3流体静力学引言 87
3-4作用在淹没平板上的静水压力 88
3-5作用在淹没曲板上的静水压力 93
3-6浮力与稳定性 97
3-7以刚体形式运动的流体 102
小结 110
参考文献 111
习题 111
第4章 流体运动学 131
4-1拉格朗日与欧拉法 132
4-2流动类型与流动可视化 139
4-3流体流动数据图 146
4-4其他运动学描述 149
4-5涡量与旋度 154
4-6雷诺输运理论 158
小结 166
应用聚焦:流体驱动器 167
参考文献 168
习题 168
第5章 质量、伯努利与能量方程 183
5-1引言 184
5-2质量守恒 185
5-3机械能与效率 192
5-4伯努利方程 197
5-5一般能量方程 212
5-6定常流能量分析 217
小结 226
参考文献 227
习题 228
第6章 流动系统的动量分析 239
6-1牛顿定律 240
6-2选择控制体A 241
6-3作用在控制体A上的力 242
6-4线性动量方程 245
6-5考察旋转运动与角动量 259
6-6角动量方程 261
小结 269
参考文献 270
习题 270
第7章 量纲分析与模型化 283
7-1量纲与单位 284
7-2量纲齐次性 285
7-3量纲分析与相似性 291
7-4重复量方法与白金汉П定律 295
7-5实验研究、模型与不完全相似 311
应用聚焦:苍蝇如何飞行 318
小结 319
参考文献 319
习题 319
第8章 内流 337
8-1引言 338
8-2层流与湍流流动 339
8-3入口区域 341
8-4管中层流流动 343
8-5管中湍流流动 351
8-6次要损失 364
8-7管网与泵系统 371
8-8流量与速度测量 381
应用聚焦:孔板流量计如何工作或不工作 399
小结 400
参考文献 401
习题 402
第9章 流体流动的微分分析 419
9-1引言 420
9-2质量守恒——连续性方程 420
9-3流函数 432
9-4线性动量微分方程——柯西方程 441
9-5纳维-斯托克斯方程 446
9-6流体流动问题的微分分析 452
小结 475
参考文献 476
习题 476
第10章 纳维-斯托克斯方程的近似解 491
10-1引言 492
10-2运动的无量纲方程 493
10-3蠕流近似 496
10-4流动无黏区的近似 501
10-5无旋流近似 505
10-6边界层近似 530
小结 567
参考文献 568
应用聚焦:水滴形成 569
习题 570
第11章 外流:阻力与升力 583
11-1引言 584
11-2阻力与升力 586
11-3摩擦与压差阻力 590
11-4常用几何形状物体的阻力系数 593
11-5绕平板的平行流动 601
11-6绕圆柱与圆球的流动 606
11-7升力 610
小结 619
参考文献 620
应用聚焦:减阻 621
习题 622
第12章 可压缩流动 635
12-1驻点性质 636
12-2一维等熵流动 639
12-3喷管内的等熵流 646
12-4激波与膨胀波 655
12-5具有热传输并忽略摩擦的管道流(瑞利流) 669
12-6具有摩擦的绝热管道流(范诺流) 678
应用聚焦:激波与边界层相互作用 688
小结 689
参考文献 690
习题 690
第13章 明渠流动 701
13-1明渠流分类 702
13-2弗劳德数与波速 705
13-3比能 709
13-4质量守恒与能量方程 712
13-5明渠均匀流 713
13-6最佳水力断面 719
13-7渐变流 723
13-8急变流与水跃 733
13-9流动控制与测量 737
小结 747
参考文献 748
习题 748
第14章 涡轮机械 761
14-1分类与术语 762
14-2泵 764
14-3泵的相似律 799
14-4涡轮机 807
14-5 涡轮机相似律 831
应用聚焦:旋转燃料喷嘴 837
小结 838
参考文献 838
习题 839
第15章 计算流体动力学导论 853
15-1引言与基础 854
15-2层流CFD计算 867
15-3湍流CFD计算 877
15-4带热传输的CFD 890
15-5可压缩流动CFD计算 897
15-6明渠流动CFD计算 903
应用聚焦:虚拟胃 906
小结 907
参考文献 907
习题 908
附录1 921
特性参数表与曲线图 921
术语表 939
索引 953