第1章 绪论 1
1.1流体力学的研究对象及应用领域 1
1.2流体力学的研究方法 2
1.2.1实验模拟方法 2
1.2.2理论分析方法 2
1.2.3数值计算方法 3
1.3流体的连续介质模型 3
1.3.1流体的概念 3
1.3.2连续介质模型 3
1.4流体的密度和重度 4
1.5流体的压缩性和热膨胀性 6
1.5.1气体状态方程 6
1.5.2压缩性和热膨胀性 6
1.5.3可压缩流体和不可压缩流体 7
1.6流体的黏性 7
1.6.1黏性的表现 7
1.6.2黏性的度量 8
1.6.3温度对黏性的影响 8
1.6.4黏性流体和理想流体 9
1.7作用在流体上的力 10
本章小结 14
思考题 15
习题 15
第2章 流体静力学 17
2.1流体静力学方程 17
2.2流体平衡的一些要求 18
2.3平衡流体的等压面 18
2.4重力场中不可压缩流体的静压分布 20
2.5测压计 21
2.5.1液柱式压力计原理 21
2.5.2几种常用的液柱式压力计 21
2.6静止流体对平板的作用力 23
2.6.1总压力的大小 23
2.6.2总压力的作用点 24
2.7静止流体对曲面的作用力 25
2.8流体的浮力 28
2.8.1阿基米德原理 29
2.8.2物体在液体中的平衡与稳定性 30
本章小结 32
思考题 33
习题 34
第3章 流体运动学 37
3.1描述流体运动的两种方法 37
3.1.1拉格朗日法（质点法） 37
3.1.2欧拉法（空间点法） 38
3.1.3欧拉法中的质点加速度公式 39
3.1.4质点导数 42
3.2流场的几何特征描述 42
3.2.1定常流场和非定常流场 42
3.2.2均匀流动和非均匀流动 43
3.2.3一维流动、二维流动和三维流动 43
3.2.4流线、驻点、极限流线 44
3.2.5流体质点的迹线 46
3.2.6流束、流面和流管 47
3.2.7总流、过流截面与流量 47
3.2.8条纹线 48
3.3流体的连续性方程 49
3.3.1微分形式的连续性方程 49
3.3.2微分连续性方程在其他坐标系中的形式 50
3.3.3积分形式的连续性方程 51
3.4流体微团的运动分析 52
3.4.1流体运动的分解 52
3.4.2无旋流动与有旋流动 56
3.5速度势函数与流函数的概念 58
3.5.1速度势函数 58
3.5.2流函数 59
本章小结 61
思考题 62
习题 62
第4章 理想流体动力学 64
4.1欧拉运动微分方程 64
4.2拉格朗日积分方程 65
4.3伯努利积分方程 67
4.3.1伯努利积分的建立 67
4.3.2伯努利方程的意义 69
4.3.3伯努利方程的应用 70
4.4动量定理及动量矩定理 77
4.4.1动量定理 77
4.4.2动量矩定理 78
4.4.3动量及动量矩方程的应用 79
本章小结 85
思考题 87
习题 87
第5章 旋涡理论 92
5.1旋涡运动的基本概念 92
5.1.1涡线、涡管、涡量、涡通量 92
5.1.2速度环量 93
5.1.3斯托克斯定理 94
5.2汤姆逊定理 96
5.3拉格朗日定理 97
5.4亥姆霍兹定理 98
5.5旋涡的诱导速度 99
5.5.1点涡 100
5.5.2诱导速度公式 100
5.5.3毕奥-沙伐尔定理 101
5.6兰金组合涡 104
5.6.1速度分布 104
5.6.2压力分布 105
5.6.3有自由面的情形 106
本章小结 106
思考题 108
习题 108
第6章 势流理论 111
6.1势流理论概述 111
6.2二维流动和流函数 112
6.3几种简单平面势流的基本解 114
6.3.1直匀流 114
6.3.2点源（汇） 115
6.3.3点涡 116
6.3.4偶极子 117
6.3.5叠加的例子 118
6.4绕圆柱体的无环量流动 达朗贝尔谬理 119
6.4.1绕圆柱体无环量流动的势函数和流函数 119
6.4.2圆柱表面的速度分布 120
6.4.3圆柱表面的压力分布 121
6.5绕圆柱体的有环量流动 马格努斯效应 122
6.5.1绕圆柱体有环量流动的速度场 123
6.5.2绕圆柱体有环量流动的压力分布 124
6.6附加质量与附加惯性力 126
6.7复变函数的简要复习 129
6.7.1复数 129
6.7.2复变函数 129
6.8复势和复速度 131
6.9布拉修斯公式 132
6.10库塔-儒柯夫斯基定理 133
6.10.1库塔-儒柯夫斯基定理 133
6.10.2决定环量的后缘条件 134
6.11保角变换方法及其应用 135
6.11.1保角变换的概念和性质 135
6.11.2几种简单的保角变换 136
6.11.3儒柯夫斯基变换 138
6.11.4平板无环量绕流 140
6.11.5平板有环量绕流 141
6.12映像法及其应用 143
6.12.1直壁的干扰 143
6.12.2圆形壁的干扰 145
本章小结 146
思考题 147
习题 148
第7章 波浪理论 149
7.1小振幅波的基本方程与边界条件 149
7.1.1基本方程 150
7.1.2边界条件 150
7.1.3小振幅波理论假设和边界条件的线性化 151
7.2小振幅波及其运动参数 152
7.2.1小振幅波的速度势 152
7.2.2小振幅波的运动参数 152
7.3流体质点的轨道运动 154
7.3.1水波按水深的分类 154
7.3.2流体质点的运动速度 154
7.3.3中等深水波中质点的运动轨道 155
7.3.4浅水波中质点的运动轨道 156
7.3.5深水波中质点的运动轨迹 156
7.4行波中的压力分布 157
7.5波能及其传递 158
7.5.1波能 158
7.5.2波能的传递 159
7.6浅水波 159
7.6.1波峰守恒原理 160
7.6.2浅水波的波数k、波长L和波速c 160
7.6.3浅水系数H/ H0 160
7.7波群和群速度 162
7.8二维船波 165
7.8.1兴波阻力 165
7.8.2两个扰源引起的兴波阻力 166
7.9三维船波——开尔文船波 167
本章小结 168
思考题 169
习题 170
第8章 黏性流体力学基础 172
8.1黏性流体的运动方程式——纳维-斯托克斯方程 172
8.2纳维-斯托克斯方程准确解举例 176
8.2.1二维平板间黏性流体的无剪切压差流动 176
8.2.2无限大平板间压差剪切定常黏性流动 177
8.2.3无限长直圆管中的定常黏性流动 180
8.3流体的流态及其判别 182
8.4湍流流动及其特征 183
8.4.1湍流的形成机理 184
8.4.2湍流的特征 185
8.5湍流模式理论 186
8.5.1平均值、脉动值和湍流度 186
8.5.2湍流的半经验理论 187
本章小结 190
思考题 191
习题 192
第9章 相似理论 195
9.1流动相似的概念 195
9.2特征量和无量纲量 196
9.3流动相似的充要条件 197
9.4相似参数的物理意义 198
9.5相似理论及其应用 199
9.5.1相似性定理 199
9.5.2相似理论应用 200
9.6量纲分析 201
9.6.1指数法 201
9.6.2 Ⅱ定理 203
本章小结 206
思考题 207
习题 208
第10章 黏性流体的一元流动 210
10.1管道流动计算的基本方程式 210
10.1.1黏性不可压流体的能量方程式 210
10.1.2平均能量损失hw的计算 211
10.2等径直圆管中的层流运动 212
10.3等径直圆管中的湍流运动 214
10.4管道中的沿程阻力和局部阻力系数 216
10.4.1沿程阻力系数 216
10.4.2局部阻力系数 218
10.5孔口出流 220
10.5.1孔口出流的分类 220
10.5.2薄壁小孔口恒定自由出流 220
10.5.3薄壁小孔口淹没出流 221
10.5.4薄壁大孔口自由出流 222
10.5.5薄壁孔口非恒定自由出流 223
10.6管嘴出流 224
10.6.1圆柱形外管嘴恒定出流 224
10.6.2其他形式的管嘴 226
10.7管道计算 227
10.7.1管道系统的分类 228
10.7.2简单管道计算 228
10.7.3串联管道计算 231
10.7.4并联管道计算 231
本章小结 233
思考题 234
习题 234
第11章 边界层理论 237
11.1边界层的概念 237
11.2边界层的基本微分方程——普朗特方程 238
11.3平板层流边界层的精确解 241
11.3.1布拉修斯解 241
11.3.2边界层的速度分布和边界层的厚度 244
11.3.3边界层排挤厚度δ和动量损失厚度θ 245
11.3.4壁面摩擦系数Cf和摩擦阻力系数Cd 246
11.4平板层流边界层的近似解 247
11.4.1边界层的动量积分方程 247
11.4.2平板层流边界层的近似解 247
11.5平板湍流边界层计算 248
11.6平板混合边界层计算 250
11.6.1分段组合计算法 250
11.6.2当量湍流边界层长度法 252
11.7船体摩擦阻力的估算 253
11.8曲面的边界层的分离 254
11.8.1沿曲面的压力变化及其对边界层内流动的影响 254
11.8.2边界层内速度剖面形状分析 254
11.8.3边界层的分离 254
11.9物体的形状阻力 257
11.9.1钝体的压差阻力 257
11.9.2无边界层分离的流线体的压差阻力 258
11.10减小黏性阻力的措施 259
本章小结 263
思考题 265
习题 265
第12章 机翼理论 267
12.1机翼的几何特征 267
12.1.1机翼的翼型 267
12.1.2机翼的平面图形 268
12.2机翼升力产生的机理 269
12.3求解翼型绕流的奇点法 270
12.3.1翼剖面奇点法的理论思想 270
12.3.2对称翼型绕流的数值解 271
12.3.3薄翼理论 272
12.4面元法 275
12.4.1无升力体的面元法 275
12.4.2升力体的面元法 277
12.5机翼的流体动力特性 278
12.5.1升力系数 278
12.5.2阻力系数 279
12.5.3俯仰力矩系数 280
12.6有限翼展机翼 281
12.6.1有限翼展机翼的流体运动特征 281
12.6.2下洗力和诱导阻力 281
12.6.3有限翼展机翼的升力线理论 282
12.6.4展弦比换算式 286
12.7小展弦比机翼 288
本章小结 289
思考题 291
习题 291
附录 293
附录A矢量运算公式 293
附录B场论公式 293
附录C流体力学常用矢量公式 294
参考文献 296