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第一章 流体特性1

1-1 引言1

1-2 量测单位3

1-3 流体的特性和状态5

1 流体动力学中的重要特性6

2 状态方程15

3 气体的状态变化过程17

1-4 流体的平衡19

1 平衡流体中一点处的应力19

2 重力场中的平衡20

3 毛细作用30

第二章 运动学47

2-1 速度场47

2-2 恒定运动与均匀运动49

2-3 旋转坐标系与加速坐标系50

2-4 流线与迹线54

2-5 速度梯度和剪切55

第三章 动力特征与分析方法58

3-1 引言58

3-2 质量传输59

3-3 热量传输60

3-4 动量传输61

3-5 传输类比62

1 动量传输63

2 热量传输64

3 质量传输64

3-6 质点与控制体积的概念65

1 无限小单元与控制体积65

2 有限控制体积66

3-7 解析处理的范围67

第四章 有限控制体积的连续性方程、能量方程与动量方程68

4-1 均质流体中的物质守恒68

1 任意控制体积68

2 流管控制体积70

3 与管道边界重合的控制体积71

4-2 普遍能量方程72

1 热力学第一定律72

2 普遍能量方程75

3 一维恒定流方程78

4 能坡线（总水头线）与水力坡度线（测压管水头线）83

4-3 有限控制体积的线动量方程85

1 动量原理85

2 普遍线动量方程87

3 概化装置的惯性控制体积88

4-4 有限控制体积的动量矩方程94

1 惯性参照系的动量矩原理94

2 普遍动量矩方程95

3 涡轮机的恒定流方程96

第五章 应力－应变关系107

5-1 一般的应力－应变系统107

1 表面应力107

2 应变分量109

5-2 弹性体的应力应变关系110

5-3 牛顿流体的应力与应变率关系113

第六章 连续性方程和运动方程117

6-1 连续性方程117

6-2 二维不可压缩流动的流函数119

6-3 有旋运动与无旋运动121

1 旋转和涡量121

2 环量122

6-4 运动方程122

1 纳维埃－斯托克斯方程124

6-5 层流运动范例127

1 两平行平板间的层流128

2 等直径圆管中的层流130

6-6 无旋运动方程131

1 速度势函数和流函数132

2 伯诺里方程134

6-7 无摩阻流动方程137

1 沿流线的流动方程137

2 伯诺里方程各种形式的提要139

3 无摩阻流动的若干范例139

6-8 涡运动143

1 强迫涡144

2 无旋涡或自由涡145

第七章 动力相似152

7-1 引言152

7-2 几何相似153

7-3 动力相似154

7-4 不可压缩流体的相似条件，佛汝德数和雷诺数157

1 封闭系统160

2 自由表面系统163

7-5 可压缩流体的相似条件。马赫数168

7-6 提要170

第八章 流体动力学中一些基本概念与专门方程176

8-1 流动分类176

1 层流与紊流176

2 蠕动178

3 边界层概念179

8-2 蠕动与二维边界层方程181

1 蠕动181

2 二维边界层方程182

3 边界层厚度定义184

4 二维边界层的积分动量方程185

8-3 阻力、曳力与升力的概念187

第九章 蠕动191

9-1 斯托克斯运动191

9-2 粘性对总压管的作用196

9-3 通过孔隙介质的流动198

1 孔隙介质的蠕动方程198

2 各向同性介质范例203

3 二维流动的图解法205

第十章 层流边界层213

10-1 引言213

10-2 平面上的二维层流边界层213

1 一般特性213

2 层流的布拉修解216

10-3 二维边界层中边界曲率的作用221

1 压强梯度的作用221

2 非零压强梯度的范例223

10-4 三维边界层224

1 旋转圆盘上的斜边界层225

第十一章 紊流的起源和紊流切应力233

11-1 紊流的起源233

11-2 紊流的速度，能量和连续性237

11-3 紊流切应力和旋涡粘性系数239

11-4 不可压缩流体的雷诺方程242

11-5 剪切流中的混合长和相似性假说246

第十二章 附壁紊流，边界层流动250

12-1 引言250

12-2 紊流边界层的结构250

12-3 平均流动特征254

1 流速和摩阻的普适定律：光滑壁面254

2 指数律公式：光滑壁面268

3 粗糙壁面定律270

12-4 具有压强梯度的紊流边界层276

1 压强梯度的作用276

2 边界层发展的计算279

第十三章 附壁紊流·管渠中的均匀流285

13-1 进口段流动与完全发展的流动285

13-2 管道中不可压缩流288

1 轴对称流动的雷诺方程288

2 管流的运动方程和能量方程289

3 管道中均匀剪切流的结构292

4 速度和摩阻定律：光滑管294

5 粗糙的影响297

6 管流计算303

13-3 非圆形管道中的不可压缩流309

1 封闭管道中的摩阻损失309

2 二维流动311

13-4 管中可压缩均匀流314

1 可压缩流的一维方程314

2 有摩阻的等温气流317

3 管中有摩阻的绝热气流318

13-5 棱柱形明渠均匀流322

1 一维明渠方程323

2 水头损失方程326

3 二维明渠的流速和摩阻定律329

4 均匀流的计算329

第十四章 管渠非均匀流340

14-1 引言340

14-2 封闭管渠中不可压缩非均匀流，流动特征和损失341

1 非均匀流中的能量消耗344

2 扩散流345

3 收敛流349

4 流量计350

5 流向的改变352

6 管系353

14-3 可压缩非均匀流359

1 气体动力学中的多维分析359

2 一维等熵管流363

3 激波370

14-4 有自由表面的非均匀流378

1 急变流378

2 短渠道渐变段中的变速流383

3 渐变流387

4 自由表面激波392

第十五章 潜体·阻力与升力405

15-1 引言405

15-2 恒定无旋运动中流体动力学的力408

15-3 加速运动中流体动力学的力410

15-4 对称物体的阻力413

1 二维对称物体414

2 三维物体421

15-5 非对称物体的升力和阻力424

1 环量和升力424

2 二维翼剖面426

3 三维的影响429

15-6 气蚀对阻力的影响432

15-7 界面对阻力的影响439

15-8 压缩性对阻力的影响442

第十六章 紊动射流和扩散过程452

16-1 自由紊流452

1 平面射流动力学454

2 轴对称射流458

3 尾流中的自由紊流462

16-2 非均质流体中的扩散过程463

1 双元系统中的分子扩散464

2 迁移－扩散方程468

3 紊流中的扩散和迁移470

4 一维运动的弥散472

奇数习题的答案482