前言

第

1章　引言与基本概念·1

1.1　引言 1

1.2　流体力学简要发展史 5

1.3　无滑移条件· 7

1.4　流体流动的分类 8

1.5　体系和控制体 12

1.6　量纲和单位的重要性 13

1.7　工程问题的数学建模 18

1.8　问题求解技巧 20

1.9　工程软件包· 21

1.10　准确度、精密度和有效数字 24

应用展示：核爆炸和雨滴有何共同之处 27

小结 28

参考文献和阅读建议· 28

习题 28

第

2章　流体的性质 2

2.1　引言 32

2.2　密度与比重· 33

2.3　蒸气压与空化 · 35

2.4　能量与比热容 37

2.5　可压缩性与声速 38

2.6　黏度 43

2.7　表面张力与毛细现象 47

小结 53

应用展示：空化 54

参考文献和阅读建议· 55

习题 55

第

3章　压强与流体静力学 67

3.1　压强 67

3.2　压强测量装置· 72

3.3　流体静力学引言 · 78

3.4　水下平板的受力分析 79

3.5　水下曲面的受力分析 83

3.6　浮力和稳定性 85

3.7　以刚体形式运动的流体 90

小结 97

参考文献和阅读建议· 98

习题 98

第

4章　流体运动学

118

4.1　拉格朗日法与欧拉法

118

4.2　流动类型与流动可视化

124

4.3　流体流动数据图

· 130

4.4　其他运动学描述方法

132

4.5　涡量与旋度· 137

4.6　雷诺输运定理

· 141

小结

147

应用展示：射流激励器

· 148

应用展示：闻实物：人类的气道

149

参考文献和阅读建议· 150

习题

150

第

5章　伯努利方程与能量方程 164

5.1　引言 164

5.2　质量守恒 165

5.3　机械能与效率 172

5.4　伯努利方程· 176

5.5　一般能量方程 189

5.6　定常流的能量分析 193

小结 201

参考文献和阅读建议· 202

习题 203

第

6章　流动系统的动量分析215

6.1　牛顿定律 215

6.2　控制体的选择 · 216

6.3　控制体的受力分析 217

6.4　线动量方程· 220

6.5　旋转运动和角动量回顾 231

6.6　角动量方程· 233

应用展示：蝠鲼游泳 240

小结 241

参考文献和阅读建议· 241

习题 242

第 7章　量纲分析与模型化 ·255

7.1　量纲与单位· 255

7.2　量纲齐次性· 256

7.3　量纲分析与相似性 261

7.4　重复变量法与白金汉 Π定理 265

历史聚焦：无量纲参数所纪念的人 271

7.5　实验测试、模型化与不完全相似 278

应用展示：果蝇如何飞行 · 284

小结 285

参考文献和阅读建议· 285

习题 285

第 8章　内流 302

8.1　引言 302

8.2　层流和湍流· 303

8.3　入口区域 305

8.4　管内层流 307

8.5　管内湍流 314

8.6　局部损失 327

8.7　管道系统与泵的选择 333

8.8　流量与速度测量 · 341

应用展示：彩色粒子阴影测速

/加速度

测量 361

小结 361

参考文献和阅读建议· 363

习题 364

附录　特性参数表与曲线图 380

表

A-1　物质的摩尔质量、气体常数以及

理想气体比热 381表

A-2　沸点和冰点属性 382

表

A-3　饱和水属性· 383

表

A-4　饱和制冷剂 .134a属性 · 384

表

A-5　饱和氨属性 385

表

A-6　饱和丙烷属性 386

表

A-7　液体的属性 387

表

A-8　液态金属的属性 388

表

A-9　1atm下的空气属性 389

表

A-10　1atm下的气体属性 390

表

A-11　高空大气参数·· 392

图

A-12　圆管中充分发展流动的摩擦系数

莫迪图· 393

表

A-13　理想气体一维等熵可压缩流气动

函数表（k = 1.4） 394

表

A-14　理想气体一维正激波

函数表（k = 1.4） 395

表

A-15　理想气体的瑞利流函数表

（k = 1.4）· 396

表

A-16　理想气体的法诺流函数表

（k = 1.4）· 397

数据表· 398 2100433B