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第1章 绪论1

1.1 流体与流体力学概述1

1.1.1 流体1

1.1.2 流体力学及发展历史1

1.2 连续介质模型3

1.3 流体的主要物理性质4

1.3.1 惯性4

1.3.2 压缩性和膨胀性4

1.3.3 黏性7

1.3.4 液体的表面张力特性9

1.4 作用在流体上的力11

1.4.1 质量力及单位质量力11

1.4.2 表面力12

章后习题12

第2章 流体静力学14

2.1 流体静压强及其特性14

2.1.1 流体静压强14

2.1.2 流体静压强两个基本特性15

2.2 流体平衡微分方程16

2.2.1 流体平衡微分方程16

2.2.2 流体平衡微分方程的一般积分式17

2.2.3 等压面18

2.3 重力作用下静止流体的压强分布19

2.3.1 流体静力学基本方程19

2.3.2 流体静力学基本方程式的意义20

2.3.3 可压缩流体中压强的分布规律21

2.4 压强的测定22

2.4.1 压强的计量22

2.4.2 压强的量度单位23

2.4.3 液柱式测压计24

2.5 相对容器平衡液体的压强分布28

2.5.1 等加速直线运动容器中液体的相对平衡28

2.5.2 等角速旋转容器中液体的相对平衡29

2.6 静止液体作用在固体壁面上的总压力32

2.6.1 静止液体作用在固体平壁面上的总压力32

2.6.2 静止液体作用在固体曲面上的总压力36

章后习题38

第3章 理想流体动力学基础43

3.1 描述流体运动的方法43

3.1.1 流场43

3.1.2 流体运动的描述方法43

3.2 流体动力学基本概念46

3.2.1 流体流动的分类46

3.2.2 流线和迹线47

3.2.3 元流与总流49

3.2.4 过流断面、湿周和水力半径49

3.2.5 流量和平均流速50

3.3 流体的连续性方程51

3.3.1 系统与控制体51

3.3.2 微分形式的连续性方程52

3.3.3 恒定流中总流的连续性方程53

3.4 理想流体的运动微分方程54

3.5 理想流体恒定流的伯努利方程56

3.5.1 理想流体沿流线的运动微分方程56

3.5.2 理想流体沿流线的伯努利方程57

3.5.3 伯努利方程的意义58

3.6 压强沿流线法向的变化59

3.7 总流的伯努利方程61

3.7.1 均匀流和非均匀流61

3.7.2 总流的伯努利方程62

3.7.3 伯努利方程应用64

3.8 相对运动的伯努利方程67

3.9 动量方程和动量矩方程69

3.9.1 动量方程69

3.9.2 动量矩方程72

章后习题73

第4章 黏性流体动力学基础77

4.1 黏性流体的伯努利方程77

4.1.1 黏性流体元流的伯努利方程77

4.1.2 黏性流体总流的伯努利方程78

4.2 流体的流动阻力与流动状态78

4.2.1 流体的流动阻力78

4.2.2 流体的流动状态79

4.3 均匀流基本方程式81

4.4 圆管层流流动及沿程阻力损失83

4.5 圆管紊流流动及沿程阻力损失85

4.5.1 紊流流动的脉动和时均化85

4.5.2 紊流切应力和混合长度理论86

4.5.3 圆管紊流沿程阻力损失88

4.6 沿程阻力系数研究90

4.6.1 尼古拉兹实验90

4.6.2 莫迪曲线图92

4.7 管道流动的局部阻力损失93

4.7.1 局部阻力损失产生的原因93

4.7.2 局部阻力损失94

4.8 孔口和管嘴出流97

4.8.1 孔口自由出流98

4.8.2 孔口淹没出流99

4.8.3 管嘴出流100

4.9 有压管流的水力计算101

4.9.1 简单管路101

4.9.2 串联管路102

4.9.3 并联管路102

4.10 有压管路中的水击103

4.10.1 水击现象产生机理103

4.10.2 水击的分类106

4.10.3 水击压强的计算106

4.10.4 水击的防止与利用107

4.11 缝隙流动108

4.11.1 平行平面之间的缝隙流动108

4.11.2 环形缝隙流动111

章后习题112

第5章 可压缩流体的一元流动116

5.1 可压缩气体一元恒定流的基本方程116

5.1.1 完全气体状态方程117

5.1.2 连续性方程117

5.1.3 欧拉运动方程117

5.1.4 热力学常数117

5.1.5 能量方程118

5.1.6 等熵关系式119

5.2 微弱扰动波的传播及声速120

5.2.1 声波及声速120

5.2.2 马赫（Mach）数122

5.3 一元等熵流动的基本参数关系式124

5.3.1 滞止状态124

5.3.2 临界状态125

5.3.3 最大速度状态126

5.4 一元等熵气流在变截面管道中的流动128

5.4.1 管道截面积变化对流动的影响128

5.4.2 喷管的质量流量131

5.4.3 收缩喷管132

5.4.4 缩放喷管133

章后习题136

第6章 量纲分析与相似原理139

6.1 单位与量纲139

6.1.1 量纲139

6.1.2 量纲一致性原则140

6.2 量纲分析与π定理142

6.2.1 量纲分析142

6.2.2 雷利法142

6.2.3 π定理（布金汉法）143

6.3 流动相似原理145

6.3.1 流动相似性概念145

6.3.2 动力相似准则147

6.3.3 自模化152

章后习题152

第7章 理想流体的旋涡运动和势流运动155

7.1 流体微团的运动分析155

7.2 流体的旋涡运动基本理论161

7.2.1 涡线、涡管、涡束和旋涡强度162

7.2.2 速度环量、斯托克斯定理163

7.3 流体的势流运动基本理论166

7.3.1 速度势函数166

7.3.2 流函数167

7.3.3 速度势函数和流函数的关系168

7.4 基本平面势流170

7.4.1 均匀等速流170

7.4.2 点源和点汇171

7.4.3 点涡172

7.5 平面势流的叠加174

7.5.1 点汇和点涡叠加——螺旋流174

7.5.2 点源和点汇叠加——偶极流175

章后习题178

第8章 多元不可压缩黏性流体的动力学180

8.1 不可压缩黏性流体运动的基本方程180

8.1.1 黏性流体的应力180

8.1.2 应力表示的黏性流体运动微分方程式180

8.1.3 应力和变形速度关系的本构方程式181

8.1.4 纳维-斯托克斯方程184

8.2 绕流运动与附面层流动的基本方程187

8.2.1 附面层的形成及其性质187

8.2.2 管流入口段附面层188

8.2.3 附面层微分方程及动量积分关系式189

8.2.4 附面层的位移厚度和动量损失厚度192

8.3 平板上附面层的近似计算194

8.3.1 层流附面层的近似计算194

8.3.2 紊流附面层的近似计算196

8.4 曲面附面层的分离现象与卡门涡街198

8.4.1 曲面附面层的分离现象198

8.4.2 卡门涡街199

8.5 绕流阻力和升力200

8.5.1 绕流阻力200

8.5.2 悬浮速度202

8.5.3 绕流升力的概念203

章后习题205

参考文献207