目录
前言
主要符号表
A绪论篇
A1.1对流体运动的认识 1
A1.2流体力学从经典到近代的发展3
A1.2.1经典流体力学时期3
A1.2.2近代流体力学时期4
A1.2.3近代流体力学的技术成就6
A1.3应用力学的研究方法7
A1.3.1应用力学研究步骤7
A1.3.2技术创新中的三类人员9
A1.4单位制10
参考文献11
B基础篇
B1流体基本概念12
B1.1连续介质模型12
B1.1.1流体的宏观特性12
B1.1.2流体质点与质元13
B1.1.3连续介质模型13
B1.2流体的易变形性14
B1.2.1流体易变形性的表现14
B1.2.2流体易变形的原因 15
B1.3流体的粘性16
B1.3.1流体粘性的表现16
B1.3.2牛顿粘性定律17
B1.3.3粘度20
B1.4流体的可压缩性21
B1.5常用的流体模型23
B1.5.1无粘性与粘性流体模型24
B1.5.2不可压缩与可压缩流体模型25
B1.6流体中的力26
B1.6.1体积力与重力场27
B1.6.2表面应力与压强场 28
习题30
B2流体静力学32
B2.1静止液体中的压强分布 32
B2.1.1静止液体压强公式32
B2.1.2压强的计示与计量34
B2.2流体静力学基本方程35
B2.3静压强测量36
B2.4欧拉平衡方程38
B2.5液体对平壁的总压力41
B2.5.1平壁总压力大小42
B2.5.2平壁总压力作用点43
B2.6液体对曲壁的总压力45
B2.6.1液体对二维曲壁的总压力46
B2.6.2浮力定律48
习题50
B3流体运动学 55
B3.1流动的数学描述 55
B3.1.1欧拉法与拉格朗日法55
B3.1.2质点导数57
B3.1.3控制体与雷诺输运公式60
B3.1.4曲面流量62
B3.2流动的分类64
B3.2.1定常与不定常流动64
B3.2.2三维、二维与一维流动65
B3.3流动的几何描述67
B3.3.1速度廓线与剖面67
B3.3.2迹线67
B3.3.3流线68
B3.3.4脉线70
B3.3.5流管、流束与总流71
B3.4流体元的变形与旋转71
B3.4.1线应变率71
B3.4.2角变形率73
B3.4.3旋转角速度74
习题76
B4流体动力学79
B4.1质量守恒方程 79
B4.1.1积分形式的连续性方程79
B4.1.2微分形式的连续性方程81
B4.2伯努利方程及其应用83
B4.2.1伯努利方程83
B4.2.2伯努利方程沿总流的表达式88
B4.2.3伯努利方程的水头表达式91
B4.2.4伯努利方程的推广形式92
B4.3动量方程及其应用93
B4.3.1积分形式的动量方程93
B4.3.2定常流动量方程应用举例94
B4.4层流与湍流98
B4.5纳维-斯托克斯方程102
B4.5.1流体运动微分方程 102
B4.5.2N-S方程103
B4.5.3定解条件105
B4.5.4N-S方程的求解与建模106
B4.6欧拉运动方程与平面势流108
B4.6.1欧拉运动方程 108
B4.6.2平面势流简介109
B4.7雷诺方程与雷诺应力112
习题114
B5量纲分析法与相似理论 119
B5.1量纲与无量纲化119
B5.2量纲分析法122
B5.2.1白金汉定理122
B5.2.2量纲分析法122
B5.3流动相似与相似准则127
B5.3.1流动相似的概念127
B5.3.2确定相似准则数的方法 128
B5.3.3常用的相似准则数129
B5.4模型实验与相似理论131
B5.4.1模型实验131
B5.4.2相似理论简介131
习题134
C问题导向篇
C1圆管流动与混合长度理论 136
C1.1问题：如何计算圆管湍流阻力136
C1.2圆管层流流动137
C1.2.1实验与观察：泊肃叶与哈根实验137
C1.2.2建模与求解：速度分布抛物线律139
C1.2.3泊肃叶定律141
C1.3圆管湍流流动142
C1.3.1实验与观察：湍流时均速度和脉动速度142
C1.3.2分析与建模：混合长度理论144
C1.3.3求解：速度分布对数律145
C1.4圆管流动沿程损失150
C1.4.1沿程阻力通用公式——达西公式150
C1.4.2实验与观察：圆管阻力实验151
C1.4.3求解：阻力系数公式155
C1.4.4应用：穆迪图及管道水力计算160
C1.4.5应用：非圆形管流动沿程损失164
C1.5圆管流动局部损失166
C1.6管路的工程计算171
C1.6.1管路工程计算简介171
C1.6.2管路的工程计算式173
C1.6.3简单管路计算175
C1.6.4串联与并联管路计算179
C1.6.5枝状管路计算182
C1.6.6网状管路计算183
C1.7小结187
参考文献189
习题190
C2缝隙流动与流体动力学润滑理论 194
C2.1问题：滑动轴承的油膜如何产生向上托力 194
C2.2实验与观察195
C2.3平行平面缝隙流动196
C2.3.1物理和数学建模197
C2.3.2求解与分析 198
C2.4倾斜平面缝隙流动——流体动力学润滑理论 202
C2.4.1物理和数学建模 202
C2.4.2求解与分析204
C2.5环形缝隙轴向流动208
C2.5.1同心环形缝隙轴向流动208
C2.5.2偏心环形缝隙轴向流动209
C2.6平行圆盘缝隙径向流动210
C2.7小结212
参考文献213
习题214
C3气体喷管流动与一维等熵流模型 217
C3.1问题：如何获得超声速气流 217
C3.2有关超声速气流的概念 218
C3.2.1声速218
C3.2.2超声速流场中扰动波传播规律219
C3.2.3激波与膨胀波简介221
C3.3实验与观察223
C3.3.1拉伐尔喷管223
C3.3.2斯托多拉实验和普朗特实验224
C3.4建模与分析：完全气体模型225
C3.5建模与分析：一维等熵流动模型228
C3.5.1绝能流能量方程 228
C3.5.2等熵流伯努利方程229
C3.5.3等熵流气动函数230
C3.6应用：拉伐尔喷管流动原理232
C3.7应用：喷管流动计算235
C3.7.1收缩喷管流动计算235
C3.7.2拉伐尔喷管流动计算237
C3.8小结239
参考文献 241
习题241
E附录
E1 243
E1.1常用流体的物理性质 243
E1.2 单位换算表 245
E1.3有关数学公式247
E1.3.1直角坐标系中的矢量运算247
E1.3.2柱坐标系中的表达式248
E1.4有关几何图形与公式 249
E1.5等熵流气动函数数据250
E1.6习题答案255
参考文献 2612100433B
