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1绪论1

1.1工程流体力学的定义1

1.2研究方法1

1.2.1理论分析方法1

1.2.2实验研究方法1

1.2.3数值计算方法1

1.3流体力学的作用2

2流体的基本物理性质3

2.1流体的概念3

2.1.1流体的定义3

2.1.2流体质点的概念3

2.2流体密度3

2.2.1流体的密度3

2.2.2比体积（比容）4

2.2.3密度（重度）4

2.2.4混合气体的密度4

2.3流体的连续介质模型4

2.4流体的物理性质5

2.4.1流动性5

2.4.2可压缩性和膨胀性5

2.4.3黏性6

2.4.4表面张力9

3流体静力学13

3.1作用在流体上的力13

3.1.1表面力13

3.1.2质量力13

3.1.3流体静压强及特性14

3.2流体平衡微分方程15

3.2.1平衡微分方程15

3.2.2压强差公式16

3.2.3等压面微分方程16

3.2.4力的势函数16

3.2.5流体静止的必要条件17

3.3流体静力学基本方程式18

3.3.1重力场中液体的平衡方程18

3.3.2不可压缩流体中压强的计算公式19

3.3.3典型实例19

3.4流体静力学中的典型实例21

3.4.1流体的相对平衡21

3.4.2等角速度旋转容器中液体的平衡22

3.4.3旋转圆筒螺栓受力问题23

4流体运动学24

4.1流体的运动24

4.1.1流体运动的特点24

4.1.2流场的概念24

4.1.3流动的分类24

4.2流体运动的描述25

4.2.1拉格朗日法25

4.2.2欧拉法26

4.2.3质点导数27

4.3流场的直观表示29

4.3.1迹线29

4.3.2流线29

4.3.3流线与迹线的关系30

4.4流体微团运动分析31

4.4.1平动32

4.4.2线变形32

4.4.3角变形33

4.4.4旋转34

4.5有旋流动与无旋流动35

4.5.1涡量35

4.5.2有旋流动与无旋流动分析36

4.5.3速度环量 斯托克斯公式 高斯公式 汤姆孙定理37

5流体动力学40

5.1输运公式40

5.1.1系统与控制体40

5.1.2输运公式40

5.2面向控制体的流体动力学积分方程42

5.2.1质量连续方程42

5.2.2动量方程44

5.2.3动量矩方程47

5.2.4能量方程48

5.2.5伯努利方程及其应用50

5.3流体动力学微分方程57

5.3.1连续方程57

5.3.2运动方程60

5.4不可压缩流体流动微分方程76

5.4.1建立流动微分方程的基本方法76

5.4.2初始条件和边界条件77

5.4.3典型应用78

6平面势流81

6.1势函数81

6.1.1势函数的概念81

6.1.2速度势函数的定义81

6.1.3引入速度势函数的意义82

6.1.4速度势函数的求解83

6.1.5速度势函数与环量的关系83

6.1.6无旋流动的基本性质83

6.1.7拉普拉斯方程（势函数方程）84

6.1.8泊松方程85

6.2流函数85

6.2.1流函数的概念85

6.2.2流函数的定义86

6.2.3流函数的意义86

6.2.4流函数的求法87

6.2.5流函数的基本性质87

6.2.6流函数方程87

6.3流函数与势函数的关系88

6.3.1流函数与势函数的边界条件88

6.3.2柯西-黎曼条件88

6.3.3等势线89

6.3.4流线89

6.3.5流网89

6.4简单势流流动90

6.4.1解决势流问题的思路90

6.4.2势流叠加原理90

6.4.3简单流动91

6.4.4复合流动94

7管内流体流动98

7.1流体在直圆管内的流动98

7.1.1圆管内充分发展的层流流动98

7.1.2圆管内充分发展的湍流流动99

7.2圆管进口段流动分析101

7.3管路中的局部损失102

7.3.1管道局部损失102

7.3.2减小局部损失的措施104

7.4管路水力计算106

7.4.1管路计算的基本公式106

7.4.2管路计算106

8流体绕物流动110

8.1边界层110

8.1.1边界层基本概念110

8.1.2边界层厚度111

8.1.3边界层方程组及边界条件114

8.1.4边界层分离122

8.2流体绕物流动125

8.2.1复势与复速度125

8.2.2绕圆柱的无环量流动126

8.2.3绕圆柱的有环量流动129

8.2.4保角映射方法的基本思想130

8.2.5卡门涡街132

8.2.6库塔条件134

8.2.7圆柱绕流力136

8.3风轮的空气动力学特性137

8.3.1风轮几何定义137

8.3.2贝茨理论138

8.3.3空气总动力140

8.3.4风力机主要尺寸设计144

9湍流与射流147

9.1湍流147

9.1.1层流与湍流147

9.1.2湍流的描述148

9.1.3湍流流动切应力149

9.1.4湍流的基本方程151

9.1.5普朗特经验混合长度理论154

9.1.6湍流模式156

9.2射流158

9.2.1自由湍流射流的基本概念158

9.2.2湍动射流的微分方程组161

9.2.3射流动量积分方法163

9.2.4湍流自由射流的流速分布求解165

10撞击流172

10.1撞击流技术的概述172

10.1.1撞击流的基本原理172

10.1.2撞击流的特点172

10.1.3撞击流的特性173

10.1.4撞击流应用173

10.2层流撞击流技术174

10.2.1层流撞击流数学模型174

10.2.2平面二维撞击流174

10.2.3一般三维撞击流176

10.3水平同轴撞击流中的单颗粒运动176

10.3.1水平同轴撞击流中的单颗粒运动规律176

10.3.2单颗粒运动的数学模型177

10.3.3单个颗粒运动的解析178

11流体流动的相似性182

11.1相似理论182

11.1.1几何相似182

11.1.2运动相似182

11.1.3动力相似183

11.2相似原理184

11.2.1相似准则184

11.2.2相似准数185

11.2.3相似准数的物理意义185

11.2.4相似定理187

11.2.5量纲分析187

11.3模型实验解决的问题194

参考文献197