第1章 绪论 1
1.1 流体力学研究对象 1
1.2 流体力学发展简史 2
1.3 流体的连续介质假设 3
1.4 流体的主要物理性质 4
1.4.1 流体的流动性 4
1.4.2 流体密度、比重与比容 4
1.4.3 流体的粘性和牛顿内摩擦定律 5
1.4.4 流体的压缩性和膨胀性 9
1.5 作用在流体上的力 12
1.5.1 质量力（体积力） 12
1.5.2 表面力 12
1.5.3 理想流体中一点处的应力 13
习题 15
第2章 流体静力学 16
2.1 流体静力学基本方程及其应用 16
2.1.1 静止流体的平衡微分方程 16
2.1.2 重力场中不可压静止流体的压力分布 19
2.1.3 静力学基本方程的应用——测压计 23
2.1.4 非惯性坐标系中静止流体的压强分布 27
2.2 静止流体对物体表面的作用力及力矩 31
2.2.1 静止流体对平板的作用力 31
2.2.2 静止流体对柱面的作用力 35
2.2.3 静止流体对任意曲面的作用力 38
2.3 浮力及其浮体的稳定性 39
2.3.1 浮力——阿基米德定律 39
2.3.2 潜体及浮体的稳定性 42
习题 43
第3章 流体运动学 47
3.1 流动图形观察 47
3.2 描述流体运动的两种方法 49
3.2.1 流体质点和空间点 50
3.2.2 拉格朗日法（质点法） 50
3.2.3 欧拉法（空间点法） 52
3.2.4 拉格朗日法和欧拉法之间的转换 54
3.3 迹线与流线 57
3.3.1 迹线 57
3.3.2 流线 58
3.3.3 流面、流管、流束、过流断面、元流、总流 59
3.3.4 流量与断面平均速度 60
3.4 流动的分类 61
3.4.1 定常流动和非定常流动 61
3.4.2 均匀流动与非均匀流动 62
3.4.3 缓变流与急变流 62
3.4.4 有压流、无压流与射流 63
3.4.5 空间流动（三维流动）、平面流动和轴对称流动（二维流动） 63
3.5 连续方程 65
3.5.1 系统与控制体 65
3.5.2 输运公式（流体系统内物理量对时间随体导数公式） 66
3.5.3 连续方程 68
3.6 流函数及其性质 72
3.6.1 流函数的定义 72
3.6.2 流函数与速度的关系 73
3.6.3 流函数与流线、流量的关系 73
3.7 流体微团的运动分析 75
3.7.1 亥姆霍兹速度分解定理 75
3.7.2 流体微团的运动分析 78
3.7.3 流体有旋运动与无旋运动 82
3.8 无旋运动的势函数 85
3.8.1 速度势的定义 86
3.8.2 速度势与速度投影的关系 87
3.8.3 速度势与流线、流函数的关系 87
3.8.4 速度势？和流函数ψ求解 88
3.8.5 不可压缩流体平面势流 89
习题 93
第4章 理想流体动力学 94
4.1 理想流体运动方程——欧拉运动微分方程 94
4.1.1 欧拉运动微分方程的导出 94
4.1.2 欧拉运动方程的各种形式 96
4.1.3 理想流体运动微分方程组的封闭性 97
4.2 伯努利积分（定常运动、沿流线或涡线的积分） 98
4.3 拉格朗日积分（无旋流场的伯努利积分） 100
4.4 两种积分的意义及其应用 101
4.4.1 积分的意义 101
4.4.2 测速计——伯努利积分的应用 103
4.4.3 拉格朗日积分的应用 108
4.5 动量定理、动量矩定理及其应用 110
4.5.1 动量定理及动量矩定理 111
4.5.2 动量定理及动量矩定理的应用 113
习题 123
第5章 流体涡旋运动基本理论 127
5.1 涡线、涡面、涡管、涡通量和涡管强度 127
5.2 速度环量定理（斯托克斯定理） 128
5.2.1 速度环量 128
5.2.2 速度环量定理 128
5.2.3 复连域斯托克斯定理 130
5.3 涡旋运动基本定理 133
5.3.1 开尔文定理（汤姆逊定理） 133
5.3.2 拉格朗日涡保持性定理（涡量不生不灭定理） 134
5.3.3 亥姆霍兹三定理 135
5.4 理想流体的涡量输运方程 138
5.5 涡旋诱导的速度场（毕奥－萨伐尔定理） 139
5.5.1 直线涡束诱导的速度场 140
5.5.2 涡群的运动 141
习题 144
第6章 势流理论 145
6.1 不可压缩势流问题的基本方程和边界条件 145
6.1.1 不可压缩势流问题的基本方程 145
6.1.2 势流问题的边界条件 145
6.1.3 势流问题的初始条件 146
6.1.4 势流问题的求解方法 147
6.2 复势和复速度 147
6.2.1 复势和复速度 147
6.2.2 复势的可叠加性 149
6.3 平面基本流动的复势 149
6.3.1 均匀直线流 149
6.3.2 平面点源和点汇 149
6.3.3 平面点涡 150
6.3.4 平面偶极 150
6.4 平面势流基本解的叠加 151
6.4.1 均匀流和点源的叠加 151
6.4.2 均匀流和一对等强度源、汇的叠加 153
6.4.3 均匀流和偶极的叠加 154
6.4.4 绕圆柱体无环量流动 155
6.4.5 绕圆柱体有环量流动 160
6.5 平面势流的保角变换法 164
6.5.1 保角变换的概念和对应的流动关系 164
6.5.2 几种常用的保角变换关系 166
6.5.3 绕平板无环流流动 169
6.5.4 绕平板有环流流动 172
6.6 镜像定理 174
6.6.1 平面定理 174
6.6.2 圆周定理 177
6.7 平面定常绕流物体的受力计算 178
6.7.1 作用力和作用力矩的卜拉修斯公式 178
6.7.2 库塔－儒可夫斯基定理 180
6.8 非定常无旋绕流问题 180
6.8.1 相对运动速度势和绝对运动速度势 180
6.8.2 非定常运动速度势的求解 181
6.8.3 附加惯性力和附加质量 183
习题 187
第7章 水波理论 189
7.1 水波概念 189
7.2 水波问题的基本方程和定解条件 190
7.2.1 基本方程 190
7.2.2 边界条件 192
7.2.3 初始条件 194
7.3 水波问题的线性化 194
7.4 平面驻波 196
7.4.1 平面驻波的解 196
7.4.2 平面驻波的特征 198
7.5 平面进行波 202
7.5.1 平面进行波的解 202
7.5.2 平面进行波的特征 204
7.6 浅水波 208
7.7 波群与群速度 212
7.8 船行波及开尔文波系 214
7.8.1 船行波 214
7.8.2 船行波的形成 215
7.8.3 开尔文波系及船行波的波形 216
7.9 波能的转移及兴波阻力 218
7.9.1 波浪能量 218
7.9.2 能量的转移 219
7.9.3 兴波阻力 221
习题 221
第8章 粘性流体动力学 223
8.1 应力及广义牛顿内摩擦定律 223
8.1.1 粘性流场中任意一点处的应力状态 223
8.1.2 广义牛顿内摩擦定律——本构方程 228
8.2 纳维尔－斯托克斯方程 233
8.2.1 应力形式的运动微分方程 233
8.2.2 N-S方程 235
8.2.3 粘性流体运动的基本特征 237
8.3 不可压缩粘性流动的精确解 238
8.3.1 平行平板间的定常层流运动 238
8.3.2 圆管内的定常层流运动 240
8.3.3 往复振荡平板引起的层流运动 244
8.4 湍流及其运动特征 246
8.5 雷诺湍流方程 249
8.6 普朗特混合长度理论 252
8.7 圆管内的湍流 254
8.7.1 引言 254
8.7.2 圆管内的湍流速度分布 257
8.7.3 圆管内的摩擦阻力系数 260
8.8 管道流动局部损失 263
8.9 管路计算 267
习题 271
第9章 相似理论与量纲分析 273
9.1 流动相似及相似准则数 273
9.1.1 流动相似 273
9.1.2 相似准则数 276
9.2 量纲分析法 279
9.2.1 量纲、基本量纲、导出量纲及基本物理量 279
9.2.2 流体力学中常用物理量的量纲及量纲方程式 280
9.2.3 量纲一致性原则 281
9.2.4 π定理 281
9.3 相似理论的应用 283
习题 285
第10章 边界层理论 286
10.1 边界层概念 287
10.2 边界层的流动状态 289
10.3 边界层基本微分方程 290
10.3.1 层流边界层微分方程 290
10.3.2 边界层近似的推广 294
10.4 边界层动量积分方程 296
10.5 平板层流边界层 300
10.6 平板湍流边界层 301
10.7 平板混合边界层 305
10.8 曲面边界层 308
10.9 边界层分离及引起的阻力 310
10.10 卡门涡街 314
10.11 圆柱与圆球绕流阻力 316
10.12 流动阻力及其减小办法 320
习题 322
参考文献 324