工程流體力學(xué)

第1章 緒論
1．1 流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和研究方法
1．1．1 流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容
1．1．2 流體力學(xué)的研究方法
1．2 流體力學(xué)的起源與發(fā)展
1．3 流體力學(xué)在工程中的地位
1．4 流體的概念
1．5 流體的連續(xù)介質(zhì)模型假設(shè)
1．6 流體的物理性質(zhì)
1．6．1 流體的密度、重度和相對(duì)密度
1．6．2 流體的壓縮性和膨脹性
1．6．3 流體的黏性
1．6．4 表面張力
1．7 作用在流體上的力——表面力和質(zhì)量力
1．7．1 表面力
1．7．2 質(zhì)量力（體積力）
習(xí)題
第2章 流體靜力學(xué)
2．1 流體靜壓強(qiáng)特征及表示方法
2．1．1 流體靜壓強(qiáng)的特征
2．1．2 壓強(qiáng)的表示方法
2．2 流體平衡微分方程
2．2．1 流體平衡微分方程的建立
2．2．2 壓強(qiáng)差公式
2．2．3 勢(shì)函數(shù)
2．2．4 等壓面
2．3 重力作用下的流體平衡
2．3．1 靜力學(xué)基本方程
2．3．2 靜力學(xué)基本方程的物理意義和幾何意義
2．4 相對(duì)平衡狀態(tài)下流體內(nèi)部壓強(qiáng)分布
2．4．1 水平等加速直線運(yùn)動(dòng)在液體的相對(duì)平衡
2．4．2 等角速旋轉(zhuǎn)容器中液體的相對(duì)平衡
2．5 靜止流體與固體壁面的相互作用
2．5．1 靜止流體作用在平面上的總壓力
2．5．2 靜止流體作用在曲面上的總壓力
2．5．3 壓力體及其組成
習(xí)題
第3章 流體力學(xué)基本方程
3．1 描述流體運(yùn)動(dòng)的方法
3．1．1 拉格朗日法
3．1．2 歐拉法
3．2 流體流動(dòng)的分類(lèi)
3．2．1 定常流動(dòng)和非定常流動(dòng)
3．2．2 一維、二維和三維流動(dòng)
3．3 流體流動(dòng)的基本概念
3．3．1 跡線和流線
3．3．2 流管和流束
3．3．3 緩變流和急變流
3．3．4 水力半徑
3．3．5 流量和平均流速
3．4 連續(xù)方程
3．4．1 一維流動(dòng)連續(xù)方程
3．4．2 空間運(yùn)動(dòng)微分形式的連續(xù)方程
3．5 理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程
3．6 伯努利方程及其應(yīng)用
3．6．1 理想流體的伯努利方程
3．6．2 黏性流體總流的伯努利方程
3．6．3 伯努利方程在工程中的應(yīng)用
3．6．4 垂直于流線方向的壓強(qiáng)和速度變化
3．7 定常流動(dòng)的動(dòng)量方程和動(dòng)量矩方程
習(xí)題
第4章 理想流體有旋和無(wú)旋運(yùn)動(dòng)
4．1 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析
4．1．1 流體微團(tuán)的速度分解式
4．1．2 速度分解的物理意義
4．1．3 有旋運(yùn)動(dòng)和無(wú)旋運(yùn)動(dòng)
4．2 速度勢(shì)和流函數(shù)
4．2．1 速度勢(shì)函數(shù)
4．2．2 流函數(shù)
4．2．3 流網(wǎng)
4．3 微分形式的連續(xù)方程
4．4 理想流體運(yùn)動(dòng)方程
4．4．1 理想流體運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)
4．4．2 定解條件
4．4．3 正壓流體
4．5 理想流體運(yùn)動(dòng)方程的積分
4．5．1 歐拉積分
4．5．2 伯努利積分
4．6 漩渦理論基礎(chǔ)
4．6．1 基本概念
4．6．2 速度環(huán)量、斯托克斯定理
4．6．3 湯姆孫定理、亥姆霍茲三定理
4．6．4 二元漩渦的速度和壓強(qiáng)分布
4．7 簡(jiǎn)單的平面勢(shì)流及疊加
4．7．1 幾種簡(jiǎn)單的平面勢(shì)流
4．7．2 平面勢(shì)流的疊加
4．8 流體對(duì)圓柱體的繞流
4．8．1 勻速繞流圓柱體的平面流動(dòng)
4．8．2 勻速繞流圓柱體有環(huán)流的平面流動(dòng)
4．9 流體通過(guò)葉柵的流動(dòng)
習(xí)題
第5章 黏性流體動(dòng)力學(xué)
5．1 黏性流體的剪切運(yùn)動(dòng)與流態(tài)
5．2 黏性流體運(yùn)動(dòng)微分方程
5．2．1 作用在流體上的應(yīng)力分析
5．2．2 應(yīng)力形式的運(yùn)動(dòng)微分方程
5．2．3 廣義牛頓內(nèi)摩擦定律
5．2．4 黏性流體運(yùn)動(dòng)微分方程——NavierStokes方程
5．2．5 能量方程
5．3 不可壓縮流體的層流流動(dòng)
5．3．1 平行平板間流體層流流動(dòng)
5．3．2 流體動(dòng)力潤(rùn)滑
5．3．3 環(huán)形管道中流體的層流流動(dòng)
5．3．4 流體繞過(guò)圓球小雷諾數(shù)的層流流動(dòng)
5．4 射流與尾跡
5．4．1 射流
5．4．2 尾跡
5．5 流動(dòng)阻力與流動(dòng)損失
5．5．1 流動(dòng)阻力
5．5．2 流動(dòng)損失
習(xí)題
第6章 邊界層理論
6．1 邊界層理論概述
6．1．1 邊界層理論的形成與發(fā)展
6．1．2 邊界層理論存在的問(wèn)題
6．1．3 邊界層理論的發(fā)展
6．2 邊界層理論的引入
6．3 邊界層基礎(chǔ)理論
6．3．1 邊界層理論的概念
6．3．2 邊界層的主要特征
6．3．3 邊界層分離
6．3．4 層流邊界層和紊流邊界層
6．3．5 邊界層厚度
6．4 邊界層理論的應(yīng)用
6．4．1 邊界層理論在低比轉(zhuǎn)速離心泵葉片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
6．4．2 邊界層理論在高超聲速飛行器氣動(dòng)熱工程算法中的應(yīng)用
6．4．3 基于邊界層理論的葉輪的仿真
6．5 湍流邊界層中的傳熱
6．5．1 湍流邊界層能量方程的求解
6．5．2 熱邊界層的壁面定律——湍流能量方程的解
6．5．3 恒定自由流、定壁溫條件下的湍流傳熱解
6．5．4 散逸湍流邊界層
6．5．5 表面粗糙度的影響
習(xí)題
第7章 氣體的一元流動(dòng)
7．1 氣體的特性
7．1．1 氣體體積的變化
7．1．2 氣體的黏度變化
7．1．3 雙氣體靜力學(xué)歐拉平衡方程
7．2 氣體的基本方程
7．2．1 氣體的Bernoulli方程的基礎(chǔ)理論
7．2．2 氣體的Bernoulli方程的描述和應(yīng)用
7．3 聲速和馬赫數(shù)
7．3．1 聲速
7．3．2 馬赫數(shù)
7．3．3 氣體流速與密度的關(guān)系
7．3．4 氣體流速與流道斷面積的關(guān)系
7．4 氣體在管道中的等溫流動(dòng)
7．4．1 基本方程
7．4．2 流動(dòng)特征分析
7．5 氣體在絕熱管道中的流動(dòng)
7．5．1 基本方程
7．5．2 流動(dòng)特征分析
7．6 氣體的兩種狀態(tài)
7．6．1 滯止參數(shù)
7．6．2 臨界狀態(tài)參數(shù)
7．7 噴管的計(jì)算和分析
7．7．1 收縮噴管
7．7．2 拉瓦爾噴管
7．8 氣體射流
7．8．1 自由射流的基本規(guī)律
7．8．2 兩種自由射流相遇
7．8．3 同心射流的混合
7．8．4 限制射流特點(diǎn)
7．9 噴射器
7．9．1 噴射器的基本原理
7．9．2 噴射器的效率及合理尺寸
7．9．3 關(guān)于噴射式燒嘴的力學(xué)計(jì)算
7．9．4 關(guān)于噴射式燒嘴的噴射比及自動(dòng)化比例
習(xí)題
第8章 流動(dòng)阻力和能量損失
8．1 沿程損失和局部損失
8．1．1 流動(dòng)阻力和能量損失的分類(lèi)
8．1．2 能量損失的計(jì)算公式
8．2 層流、紊流與雷諾數(shù)
8．2．1 雷諾實(shí)驗(yàn)
8．2．2 兩種流態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)
8．2．3 流態(tài)分析
8．2．4 黏性底層
8．3 管道中層流的速度分布
8．3．1 均勻流基本方程
8．3．2 圓管層流的速度分布、沿程損失
8．4 圓管內(nèi)湍流的運(yùn)動(dòng)特征
8．4．1 紊流運(yùn)動(dòng)的特征
8．4．2 紊流切應(yīng)力、普朗特混合長(zhǎng)度理論
8．4．3 圓管紊流流速分布
8．5 沿程阻力及其影響因素
8．5．1 沿程阻力系數(shù)及其影響因素的分析
8．5．2 尼古拉茲實(shí)驗(yàn)
8．5．3 沿程阻力系數(shù)氳募撲愎?
8．6 局部阻力及其影響因素
8．6．1 局部水頭損失發(fā)生的原因
8．6．2 彎管的局部損失
8．6．3 三通的局部損失
8．6．4 圓管突然擴(kuò)大的局部水頭損失
8．6．5 各種管路配件的局部阻力系數(shù)
習(xí)題
第9章 量綱分析與相似原理
9．1 量綱與物理方程的量綱齊次性
9．1．1 物理量的類(lèi)別和量綱
9．1．2 量綱齊次性原理
9．2 量綱分析與鴝ɡí
9．2．1 鴝ɡí
9．2．2 量綱分析法
9．3 流動(dòng)相似與相似準(zhǔn)則
9．3．1 流動(dòng)相似
9．3．2 相似準(zhǔn)則
9．4 相似準(zhǔn)則數(shù)的確定
9．5 常用的相似準(zhǔn)則數(shù)
9．6 模型實(shí)驗(yàn)與相似原理
9．6．1 模型實(shí)驗(yàn)
9．6．2 相似原理
9．6．3 關(guān)于相似原理的討論
習(xí)題
第10章 一些流動(dòng)現(xiàn)象的分析
10．1 物體在外太空的形狀——流體的特性
10．2 覆杯實(shí)驗(yàn)的原理——與液體的不易壓縮性有關(guān)
10．3 氣塞現(xiàn)象——?dú)怏w的易壓縮性
10．4 氣球放氣時(shí)的推力——?jiǎng)恿慷ɡ砼c力
10．5 水火箭的推力——推力與介質(zhì)無(wú)關(guān)
10．6 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力——作用在什么部件上
10．7 總壓的意義和測(cè)量——總壓不是流體的性質(zhì)
10．8 壓力隨流速變化的理解——基于力或能量
10．9 沖力與滯止壓力——?jiǎng)恿糠匠膛c伯努利方程的關(guān)系
10．10 射流的壓力——壓力主導(dǎo)流動(dòng)
10．11 水龍頭對(duì)流速的控制——管內(nèi)總壓決定射流速度
10．12 捏扁膠管出口增加流速——總壓決定射流速度
10．13 吸氣與吹氣——壓力主導(dǎo)流動(dòng)
10．14 建筑與風(fēng)——復(fù)雜的三維非定常流動(dòng)
10．15 科恩達(dá)效應(yīng)——黏性作用必不可少
10．16 雨滴的形狀——由表面張力和大氣壓力決定
10．17 賽車(chē)中的真空效應(yīng)——主要與來(lái)流速度相關(guān)
10．18 質(zhì)量越大射程越遠(yuǎn)——尺度效應(yīng)
10．19 河流傾向于走彎路——壓力主導(dǎo)的通道渦
10．20 旋轉(zhuǎn)茶水中的茶葉向中心匯聚——通道渦
10．21 河底的鐵牛逆流而上——壓力主導(dǎo)的馬蹄渦
附錄
附錄1 水的黏性系數(shù)
附錄2 空氣的黏性系數(shù)
參考文獻(xiàn)