流体力学

本书全面系统地介绍了流体力学的知识脉络和逻辑体系、基本概念、基础理论和常用分析方法以及工程应用等，内容涵盖流体静力学、流体运动学、流体动力学、流体阻力和水头损失、量纲分析和相似理论、气体射流和动力学基础、明渠流动、堰流、渗流、计算流体力学基础等。 本书可作为高等院校机械工程、车辆工程、土木工程、建筑环境与能源应用工程、水利工程等专业教材，也可作为能源与动力工程、环境工程、交通工程、核工程与核技术等专业教材或教学参考书。 本书配有电子课件，免费提供给选用本书作为教材的授课教师，需要者请登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册下载。

前言 第1章绪论1 1.1流体力学的发展简史、研究对象、研究方法及应用领域1 1.2作用在流体上的力3 1.3流体的主要物理性质4 1.4理想流体10 1.5牛顿流体和非牛顿流体11 1.6流体质点连续介质假设12 习题13 第2章流体静力学15 2.1流体静压强及其特性15 2.2流体平衡微分方程17 2.3流体静压强的分布规律18 2.4压强的计算基准和度量单位23 2.5测压计26 2.6静止流体对平面的作用力29 2.7静止流体对曲面的作用力33 2.8液体的相对压强38 习题43 第3章一元流体动力学基础46 3.1描述流体运动的两种方法46 3.2恒定流动和非恒定流动47 3.3流线和迹线48 3.4一元流动模型49 3.5连续性方程50 3.6恒定元流能量方程53 3.7过流断面的压强分布55 3.8恒定总流能量方程59 3.9能量方程的应用61 3.10总水头线和测压管水头线66 3.11恒定气流能量方程68 3.12总压线和全压线72 3.13恒定流动量方程74 习题78 第4章量纲分析和相似理论80 4.1量纲分析的概念和原理80 4.2量纲分析法82 4.3流动相似原理86 4.4相似准则88 4.5相似原理应用91 习题93 第5章流动阻力和能量损失96 5.1沿程损失和局部损失96 5.2层流与湍流、雷诺数97 5.3圆管中的层流运动101 5.4湍流运动的特征和湍流阻力104 5.5尼古拉兹试验108 5.6工业管道湍流阻力系数的计算公式111 5.7非圆管的沿程损失118 5.8管道流动的局部损失120 5.9减小阻力的措施128 习题130 第6章气体射流134 6.1无限空间淹没湍流射流的特征134 6.2圆断面射流的运动分析138 习题142 第7章不可压缩流体管道运动143 7.1孔口自由出流143 7.2孔口淹没出流145 7.3管嘴出流148 7.4简单管路151 7.5管路的串联与并联155 7.6管网计算基础158 7.7有压管中的水击161 习题164 第8章不可压缩流体动力学基础166 8.1流体微团运动的分析166 8.2有旋流动170 8.3不可压缩流体连续性微分方程173 8.4以应力表示的黏性流体运动微分方程176 8.5应力和变形速度的关系177 8.6纳维-斯托克斯方程180 8.7理想流体运动微分方程及其积分183 8.8流体流动的初始条件和边界条件185 8.9不可压缩黏性流体湍流运动的基本方程及封闭条件187 习题188 第9章绕流运动189 9.1无旋流动189 9.2平面无旋流动192 9.3几种简单的平面无旋流动196 9.4势流叠加200 9.5绕流运动与附面层基本概念207 9.6附面层动量方程208 9.7平板上层流附面层的近似计算210 9.8平板上湍流附面层的近似计算212 9.9曲面附面层的分离现象与卡门涡街214 9.10绕流阻力和升力216 习题220 第10章一元气体动力学基础221 10.1理想气体一元恒定流动的运动方程221 10.2声速、滞止参数、马赫数225 10.3气体一元恒定流动的连续性方程230 10.4等温管路中的流动233 10.5绝热管路中的流动237 习题240 第11章明渠流动242 11.1明渠流动概述242 11.2明渠均匀流244 11.3无压圆管均匀流249 11.4明渠流动状态253 11.5水跃和水跌258 11.6棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析262 11.7明渠非均匀渐变流水面曲线的计算268 习题268 第12章堰流271 12.1堰流及其特征271 12.2宽顶堰溢流272 12.3薄壁堰和实用堰溢流276 12.4*小桥孔径的水力计算278 习题282 第13章渗流284 13.1概述284 13.2渗流的达西定律285 13.3地下水的渐变渗流287 13.4井和井群290 习题294 第14章计算流体力学基础295 14.1计算流体力学的基本原理295 14.2计算流体力学的基本要素295 14.3计算流体力学的离散方法296 14.4计算流体力学的控制方程组297 参考文献299