流体力学

本书由全国高等教育自学考试指导委员会组编，为全国高等教育自学考试“流体力学”课程指定教材，内含2023年《流体力学自学考试大纲》。 “流体力学”是土木工程、水利水电工程、环境工程和环境生态工程等专业的必修课程，主要内容包括：绪论，流体静力学，流体动力学基础，流动阻力和水头损失，孔口、管嘴出流和有压管流，明渠流动，堰流，渗流，量纲分析和相似原理。 基于考试大纲的要求，本书适当精简了理论部分中一些繁难的数学推导过程，突出对物理概念的阐述；注重理论联系实际，引用最新的相关工程规范和实验数据信息；为适应新时代新形态教材建设的需要，本书还配备了名人小传、工程案例介绍、实验演示视频、在线答题、拓展学习等数字资源，便于学习者学习使用。

刘京 ---------------------------- 刘京，哈尔滨工业大学教授、博士生导师，科学与工业技术研究院总师（兼）、建筑学院副院长。主要研究方向为绿色建筑环境营造、建筑节能关键技术与应用等。近5年主持或作为主要参与人承担国家纵向项目13项，国际合作项目7项。承担横向或工程项目40余项。获得黑龙江省科技进步奖一等奖1项（排名第一）、其他省部、军队科技奖励6项，发表或录用SCI检索90篇、EI检索37篇、ISTP检索13篇、其它国内外刊物67篇、国际会议论文41篇。出版专著、教材、译著10余部。授权国家发明专利10余项，软件著作权10项。 刘鹤年 ---------------------------- 原国家教委水力学课程指导委员会副主任，哈尔滨工业大学建筑学院教授，曾出版经典教材《水力学》《流体力学》等，在国内水力学界享有很高的声誉。

组编前言 流体力学自学考试大纲 大纲前言 ………………………………………..…… ２ Ⅰ　课程性质与课程目标 …………………… ３ Ⅱ　考核目标 ……………………………………… ４ Ⅲ　课程内容与考核要求 …………………… ５ Ⅳ　实验 ……………………………………………… ２１ Ⅴ　关于大纲的说明与考核实施要求….…２２ 附录　题型举例 …………………………………… ２４ 大纲后记 ……………………………………………… ２７ 流体力学 编者的话 ……………………………………………… ３０ 第１章　绪论…………………………………………３１ 　１.１　流体力学及其任务 …………………３２ 　１.２　作用在流体上的力 …………………３５ 　１.３　流体的主要物理性质 ……………...３７ 　本章小结……………………………………….…… ４４ 　习题…………………………………………………… ４４ 第２章　流体静力学 ………………………..…… ４６ 　２.１　静止流体中应力的特性 ………..… ４７ 　２.２　重力作用下液体静压强的分布 …４７ 　２.３　测量压强的仪器 …………………...… ５３ 　２.４　作用在平面上的静水总压力 …… ５８ 　２.５　作用在曲面上的静水总压力 …… ６３ 　本章小结…………………………………………..… ６７ 　习题…………………………………………….……… ６８ 第３章　流体动力学基础 …………….......…… ７１ 　３.１　流体运动的描述 ……………………… ７２ 　３.２　与欧拉法有关的一些流体运动基本概念 …………… ７５ 　３.３　连续性方程 ……………………………… ８０ 　３.４　元流的伯努利方程 …………………… ８１ 　３.５　总流的伯努利方程 …………………… ８５ 　３.６　总流的动量方程 ……………….……… ９６ 　本章小结 ……………………………………..……… １０１ 　习题 ………………………………………....………… １０２ 第４章　流动阻力和水头损失 ….........……… １０５ 　４.１　流动阻力和水头损失的分类 ……. １０６ 　４.２　黏性流体的两种流态 …………….… １０７ 　４.３　沿程水头损失与切应力的关系 … １１１ 　４.４　圆管中的层流运动 …………………… １１３ 　４.５　紊流运动 ………………………………..… １１５ 　４.６　紊流的沿程水头损失 ………………… １２１ 　４.７　局部水头损失 …………………………… １３２ 　４.８　边界层与绕流阻力 ………….………… １３９ 　本章小结 …………………………………....………… １４５ 　习题 …………………………………….......…………… １４６ 第５章　孔口、管嘴出流和有压管流 …….… １４８ 　５.１　孔口出流 ……………………………...…… １４９ 　５.２　管嘴出流…………………………………… １５３ 　５.３　有压管流…………………………………… １５５ 　５.４　有压管道中的水击………………..…… １６４ 　本章小结 ……………………………………....……… １６９ 　习题 ……………………………………………......…… １６９ 第６章　明渠流动 ………………………..........…… １７２ 　６.１　概述………………………………..………… １７３ 　６.２　明渠均匀流………………………..……… １７５ 　６.３　无压圆管均匀流………………………… １８２ 　６.４　明渠流动状态……………………….…… １８６ 　６.５　水跃和水跌……………………..………… １９３ 　６.６　棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析………… １９８ 　本章小结 ……………………………..............……… ２０４ 　习题 ……………………………………….............…… ２０５ 第７章　堰流 ………………………................……… ２０７ 　７.１　堰流及其特征………………........……… ２０８ 　７.２　宽顶堰溢流……………………….........… ２０９ 　７.３　薄壁堰和实用堰溢流……….......…… ２１４ 　本章小结 ……………………………............…….… ２１６ 　习题 ………………………………………............…… ２１７ 第８章　渗流 ……………………………...............… ２１８ 　８.１　概述……………………………......……..… ２１９ 　８.２　渗流的阻力定律………………...…..… ２２０ 　８.３　井和井群……………………….........…… ２２４ 　本章小结 ……………………………….......……..… ２２８ 　习题 ……………………………………............……… ２２９ 第９章　量纲分析和相似原理 …................… ２３１ 　９.１　量纲和谐原理………………..........…… ２３２ 　９.２　量纲分析方法………………......……… ２３４ 　９.３　相似理论基础………………......……… ２３９ 　９.４　模型实验……………………........……… ２４３ 　本章小结 ………………………………...........…… ２４６ 　习题 ………………………………………..........…… ２４７ 参考文献 …………………………………...............… ２４９ 后记 ……………………………………...............……… ２５０