流体力学基础及其工程应用

森哲尔、辛巴拉编著的《流体力学基础及其工程应用（附光盘英文版原书第2版）》涵盖流体力学的基本原理和方程，列举大量真实世界中的各种工程实例，通过强调物理背景，提供精彩的图片和可视化辅助手段，让学生对流体力学有一个直观的理解并认识到流体力学是如何应用与工程实践的。本书共15章，包括引言与基本概念，流体的性质，压强与流体静力学，流体运动学，质量、伯努利与能量方程，流体系统的动量分析，量纲分析与模型化，内流，流体流动的微分分析，纳维—斯托克斯方程的近似解，外流：阻力与升力，可压缩流动，明渠流动，涡轮机械，计算流体动力学引论。

森哲尔、辛巴拉编著的《流体力学基础及其工程应用（附光盘英文版原书第2版）》涵盖了流体力学的基本原理和方程，列举了大量真实世界中的各种工程实例，通过强调物理背景，提供精彩的图片和可视化辅助手段，让学生对流体力学有一个直观的理解并认识到流体力学是如何应用于工程实践的。全书共15章，包括引言与基本概念，流体的性质，压强与流体静力学，流体运动学，质量、伯努利与能量方程，流动系统的动量分析，量纲分析与模型化，内流，流体流动的微分分析，纳维-斯托克斯方程的近似解，外流，可压缩流动，明渠流动，涡轮机械，及计算流体动力学导论。
本书后附有DVD光盘，内容包括录像、CFD动画库和EES软件等丰富资源。
《流体力学基础及其工程应用（附光盘英文版原书第2版）》可作为高等工科院校相关专业的流体力学教材，也可供相关专业科研和工程技术人员参考。

作者:(美)森哲尔、辛巴拉
尤努斯·A.森哲尔（Yunus A.Cengel），美靠前华达大学机械工程荣誉退休教授。他在土耳其伊斯坦布尔技术大学获得机械工程学士学位，在北卡罗莱纳州立大学机械工程系获得硕士和博士学位。他的研究领域是可再生能源、脱盐、可用性分析、传热强化、辐身热传递和能量储存等。1996-2000年，他担任内华达大学工业评估中心主任，带领学生到北内华达和加利福尼亚的一些生产厂家做工业评估，筹划能量储备，降低消耗，为他们提供提高生产力的报告。

森哲尔博士是被广泛使用的教科书Thermodynamics：An Engineering Approach（《热动力学：工程研究方法》第6版，2008）的作者之一，该书由麦格劳一希尔公司出版。他还是该出版社出版的另两本教科书：Heat Transfer：A PracticalApproach（《热传输：实用研究方法》第3版，2007）的作者，以及Funda—mentals of Thermal—Fluid Sciences（《热流体科学基础》第3版，2008）的作者之一。他的部分教科书已被翻译成中文、日文、韩文、西班牙文、土耳其文、意大利文和希腊文。

森哲尔博士获得了多个很好教师奖，他还于1992年和2000年两次获得美国工程教育学会（ASEE）为很好原创作者设立的Meriam／Wiley很好作者奖。

森哲尔博士是内华达州的注册教授级工程师，也是美国机械工程师学会（ASME）和美国工程教育学会的会员。约翰·M.辛巴拉（John M.Cimbala），美国宾夕法尼亚州立大学机械工程教授。他在宾夕法尼亚州立大学获得航空航天工程学士学位，在加利福尼亚理工学院获得航空硕士学位，1984年在加利福尼亚理工学院获得航空博士学位，师从AnatolRoshko教授（辛巴拉永远感激他）。他的研究领域包括实验与计算流体力学、热传输、湍流、湍流建模、室内空气质量和空气污染控制等。1993—1994年，他利用大学学术休假期间到美国宇航局（NASA）兰利研究中心从事计算流体力学和湍流建模研究工作。

辛巴拉博士是三本教科书的作者之一：Indoor Air Quality Engineering：Environmental Health and ControlofIndoor Polutants（《室内空气质量工程：健康与室内污染控制》，2003），该书由Marcel-Dekker公司出版；Essentials ofFluid Mechanics：Fundamentals and Applications（《流体力学要素：基础与应用》，2008）和Fundamentals of Thermal—Fluid Scinces（《热流体科学基础》第3版，2008），这两本书均由麦格劳-希尔公司出版。他还与别人共同编著了其他一些书，他也是数十篇期刊和会议论文的作者或共同作者。从www.mne.psu.edu／cimbala网站上可查到他更多的信息。

辛巴拉教授获得多个很好教学奖，本书就是他热爱教学的一个见证。他是美国航空航天学会（AIAA）、美国机械工程师学会、美国工程教育学会和美国物理学会（APS）的会员。

前言
第1章 引言与基本概念1
1.1 引言2
1.2 不滑移条件6
1.3 流体力学简要历史7
1.4 流动分类9
1.5 系统与控制体14
1.6 量纲与单位的重要性15
1.7 工程问题数学建模21
1.8 问题求解技巧23
1.9 工程软件包25
1.10 准确度、准确度与有效数字28
小结31
参考文献31
应用聚焦：核爆炸与雨滴有什么共同点32
习题33
第2章 流体的性质37
2.1 引言38
2.2 密度与比重39
2.3 蒸气压与空化41
2.4 能量与比热容43
2.5 可压缩性与声速44
2.6 黏性50
2.7 表面张力与毛细现象55
小结61
应用聚焦：空化62
参考文献63
习题63
第3章 压强与流体静力学73
3.1 压强74
3.2 压强测量装置79
3.3 流体静力学引言87
3.4 作用在淹没平板上的静水压力88
3.5 作用在淹没曲板上的静水压力93
3.6 浮力与稳定性97
3.7 以刚体形式运动的流体102
小结110
参考文献111
习题111
第4章 流体运动学131
4.1 拉格朗日与欧拉法132
4.2 流动类型与流动可视化139
4.3 流体流动数据图146
4.4 其他运动学描述149
4.5 涡量与旋度154
4.6 雷诺输运理论158
小结166
应用聚焦：流体驱动器167
参考文献168
习题168
第5章 质量、伯努利与能量方程183
5.1 引言184
5.2 质量守恒185
5.3 机械能与效率192
5.4 伯努利方程197
5.5 一般能量方程212
5.6 定常流能量分析217
小结226
参考文献227
习题228
第6章 流动系统的动量分析239
6.1 牛顿定律240
6.2 选择控制体A241
6.3 作用在控制体A上的力242
6.4 线性动量方程245
6.5 考察旋转运动与角动量259
6.6 角动量方程261
小结269
参考文献270
习题270
第7章 量纲分析与模型化283
7.1 量纲与单位284
7.2 量纲齐次性285
7.3 量纲分析与相似性291
7.4 重复量方法与白金汉Π定律295
7.5 实验研究、模型与不接近相似311
应用聚焦：苍蝇如何飞行318
小结319
参考文献319
习题319
第8章 内流337
8.1 引言338
8.2 层流与湍流流动339
8.3 入口区域341
8.4 管中层流流动343
8.5 管中湍流流动351
8.6 次要损失364
8.7 管网与泵系统371
8.8 流量与速度测量381
应用聚焦：孔板流量计如何工作或不工作399
小结400
参考文献401
习题402
第9章 流体流动的微分分析419
9.1 引言420
9.2 质量守恒――连续性方程420
9.3 流函数432
9.4 线性动量微分方程――柯西方程441
9.5 纳维.斯托克斯方程446
9.6 流体流动问题的微分分析452
小结475
参考文献476
习题476
第10章 纳维.斯托克斯方程的近似解491
10.1 引言492
10.2 运动的无量纲方程493
10.3 蠕流近似496
10.4 流动无黏区的近似501
10.5 无旋流近似505
10.6 边界层近似530
小结567
参考文献568
应用聚焦：水滴形成569
习题570
第11章 外流：阻力与升力583
11.1 引言584
11.2 阻力与升力586
11.3 摩擦与压差阻力590
11.4 常用几何形状物体的阻力系数593
11.5 绕平板的平行流动601
11.6 绕圆柱与圆球的流动606
11.7 升力610
小结619
参考文献620
应用聚焦：减阻621
习题622
第12章 可压缩流动635
12.1 驻点性质636
12.2 一维等熵流动639
12.3 喷管内的等熵流646
12.4 激波与膨胀波655
12.5 具有热传输并忽略摩擦的管道流（瑞利流）669
12.6 具有摩擦的绝热管道流（范诺流）678
应用聚焦：激波与边界层相互作用688
小结689
参考文献690
习题690
第13章 明渠流动701
13.1 明渠流分类702
13.2 弗劳德数与波速705
13.3 比能709
13.4 质量守恒与能量方程712
13.5 明渠均匀流713
13.6 很好水力断面719
13.7 渐变流723
13.8 急变流与水跃733
13.9 流动控制与测量737
小结747
参考文献748
习题748
第14章 涡轮机械761
14.1 分类与术语762
14.2 泵764
14.3 泵的相似律799
14.4 涡轮机807
14.5 涡轮机相似律831
应用聚焦：旋转燃料喷嘴837
小结838
参考文献838
习题839
第15章 计算流体动力学导论853
15.1 引言与基础854
15.2 层流CFD计算867
15.3 湍流CFD计算877
15.4 带热传输的CFD890
15.5 可压缩流动CFD计算897
15.6 明渠流动CFD计算903
应用聚焦：虚拟胃906
小结907
参考文献907
习题908
附录1
特性参数表与曲线图921
术语表939
索引953