A 绪论篇 2
A1 绪论 2
A1.1 流体运动与流体力学 2
A1.1.1 有关流体运动的三个问题 2
A1.1.2 流体力学的任务 3
A1.2 流体力学与科学 4
A1.3 流体力学与工程技术 5
A1.4 流体力学研究方法 6
A1.4.1 理论分析方法 6
A1.4.2 实验方法 6
A1.4.3 数值方法 7
A1.5 单位制 7
B 基础篇 10
B1 流体及其物理性质 10
B1.1 连续介质假设 10
B1.1.1 流体的宏观特性 10
B1.1.2 流体质点概念 11
B1.1.3 连续介质假设 11
B1.2 流体的易变形性 12
B1.3 流体的粘性 14
B1.3.1 流体粘性的表现 14
B1.3.2 牛顿粘性定律 16
B1.3.3 粘度 18
B1.4 流体的其他物理性质 21
B1.4.1 流体的可压缩性 21
B1.4.2 表面张力 23
B1.5 流体模型分类 27
B1.5.1 无粘性流体与粘性流体 27
B1.5.2 可压缩流体与不可压缩流体 29
B1.5.3 其他流体类型 30
习题 30
B2 流动分析基础 32
B2.1 描述流体运动的两种方法 32
B2.1.1 拉格朗日法 32
B2.1.2 欧拉法 33
B2.2 速度场 35
B2.2.1 流量与平均速度 36
B2.2.2 一维、二维与三维流动 38
B2.2.3 定常与不定常流动 41
B2.3 流体运动的几何描述 43
B2.3.1 迹线 43
B2.3.2 流线 44
B2.3.3 脉线 47
B2.3.4 流体线 49
B2.3.5 流管、流束与总流 49
B2.4 流体质点的随体导数 50
B2.4.1 加速度场 50
B2.4.2 质点导数 52
B2.5 一点邻域内相对运动分析 55
B2.5.1 亥姆霍兹速度分解定理 55
B2.5.2 流体元的变形 56
B2.5.3 流体元的旋转 61
B2.6 几种流动分类 64
B2.6.1 层流与湍流 64
B2.6.2 内流与外流 66
B2.6.3 无旋流动与有旋流动 68
B2.7 常用的流动分析方法 70
B2.7.1 基本的物理定律 70
B2.7.2 系统与控制体分析法 70
B2.7.3 微分与积分方法 72
B2.7.4 量纲分析法 73
习题 73
B3 微分形式的基本方程 75
B3.1 微分形式的质量守恒方程 75
B3.1.1 流体运动的连续性原理 75
B3.1.2 微分形式的连续性方程 76
B3.2 作用在流体元上的力 79
B3.2.1 体积力与表面力 79
B3.2.2 重力场 81
B3.2.3 流体应力场 82
B3.3 微分形式的动量方程 85
B3.4 纳维-斯托克斯方程 87
B3.5 微分形式的能量方程 89
B3.6 边界条件与初始条件 91
B3.7 压强场 94
B3.7.1 静止流体中的压强分布 94
B3.7.2 压强计示方式与单位 96
B3.7.3 运动流体中的压强分布 99
B3.7.4 空化与空蚀 103
习题 105
B4 积分形式的基本方程 108
B4.1 流体系统的随体导数 108
B4.1.1 控制体的选择 111
B4.2 积分形式的连续性方程 112
B4.2.1 固定的控制体 112
B4.2.2 运动的控制体 117
B4.3 伯努利方程及其应用 118
B4.3.1 沿流线的伯努利方程 118
B4.3.2 沿总流的伯努利方程 123
B4.3.3 伯努利方程的水力学意义 127
B4.3.4 不定常流伯努利方程 128
B4.4 积分形式的动量方程及其应用 130
B4.4.1 固定的控制体 130
B4.4.2 运动的控制体 138
B4.5 积分形式的动量矩方程 140
B4.5.1 固定的控制体 140
B4.5.2 旋转的控制体 145
B4.6 积分形式的能量方程 146
B4.6.1 固定的控制体 147
B4.6.2 能量方程与伯努利方程比较 149
习题 151
B5 量纲分析与相似原理 157
B5.1 量纲与物理方程的量纲齐次性 157
B5.2 量纲分析与П定理 160
B5.2.1 П定理 160
B5.2.2 量纲分析法 161
B5.3 流动相似与相似准则 165
B5.3.1 流动相似 165
B5.3.2 相似准则 166
B5.4 相似准则数的确定 167
B5.5 常用的相似准则数 170
B5.6 模型实验与相似原理 173
B5.6.1 模型实验 173
B5.6.2 相似原理 174
B5.6.3 关于相似原理的讨论 176
习题 177
附录A 常用流体的物理性质 180
附录B 单位换算表 183
附录C 有关数学公式 186
参考文献 188
习题答案 190
索引 194
例题索引 198
Synopsis 200
作者简介 201