本書根據(jù)流體力學(xué)學(xué)科自身的規(guī)律,完整而系統(tǒng)地介紹流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識及工程應(yīng)用。在內(nèi)容安排上以牛頓第二定律為主線索,采用微元分析的方法構(gòu)建方程,從自然界最Z基本的質(zhì)量、能量與動量守恒出發(fā),由一維到二維、三維,由理想流體到黏性流體,由不可壓縮流體到可壓縮流體,展開全書內(nèi)容。全書共八章,內(nèi)容包括流體力學(xué)的基本概念、流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)基礎(chǔ)、黏性流體流動基礎(chǔ)、理想流體的有勢流動和旋渦流動基礎(chǔ)、黏性流體的多維流動、相似原理與量綱分析及氣體動力學(xué)基礎(chǔ),涵蓋了能源動力類學(xué)科工程流體力學(xué)課程教學(xué)的基本要求。
工程流體力學(xué)是高等工科院校能源動力、機械、工物、汽車、化工、液壓、環(huán)保、土木等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是學(xué)習(xí)上述專業(yè)課程、掌握相應(yīng)專業(yè)知識以及在專業(yè)領(lǐng)域進一步深造的必要條件。本書系統(tǒng)介紹流體力學(xué)基礎(chǔ)概念、基本原理及其工程應(yīng)用。在內(nèi)容編排上,從簡到繁、循序漸進,由一維到二維、三維,由理想流體到黏性流體,由不可壓縮流體到可壓縮流體,展開全書內(nèi)容。在概念、定理的引入方面,注重概念和知識點的工程背景,強調(diào)其物理意義與工程應(yīng)用。在公式推導(dǎo)方面,從自然科學(xué)最基本的牛頓第二定律、質(zhì)量、能量與動量守恒出發(fā),采用微元分析的方法構(gòu)建方程。例題和習(xí)題量的選取注重典型性和實用性。本書的編寫,旨在便于學(xué)生迅速準確吸收學(xué)科要點,培養(yǎng)解決工程實際問題的能力和方法。此次修訂結(jié)合多年教學(xué)實踐經(jīng)驗,并適應(yīng)目前高校教改趨勢,對全書內(nèi)容進一步修訂。主要修訂內(nèi)容是:刪減了原第九章有關(guān)熱氣體流動的全部內(nèi)容;刪減了第四章、第六章和第八章部分章節(jié)內(nèi)容;對全文文字表述進行了修訂;修改了部分習(xí)題;每章增加了復(fù)習(xí)思考題。
劉向軍,北京科技大學(xué),主要從事多相流動與反應(yīng)過程的機理、模型與模擬研究,工業(yè)流動傳熱過程仿真與優(yōu)化,工業(yè)節(jié)能裝備與工藝開發(fā)等方面的研究。
前言
第一版前言
第二版前言
第一章流體力學(xué)的基本概念
第一節(jié)流體的定義與連續(xù)介質(zhì)假設(shè)
第二節(jié)流體的密度與比體積
第三節(jié)作用在流體上的力
第四節(jié)流體的流動性
第五節(jié)流體的黏性
第六節(jié)流體的膨脹性和壓縮性、不可壓縮流體
第七節(jié)液體的表面特性
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第二章流體靜力學(xué)
第一節(jié)流體的靜壓強及其特征
第二節(jié)流體的平衡微分方程
第三節(jié)重力作用下靜止流體的壓強分布
第四節(jié)壓強的表示方法與測壓儀表
第五節(jié)相對平衡
第六節(jié)靜止流體作用在物體表面上的總壓力
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第三章流體動力學(xué)基礎(chǔ)
第一節(jié)研究流體流動的方法
第二節(jié)流體流動的分類
第三節(jié)流線與跡線
第四節(jié)有效截面、流量與平均流速
第五節(jié)連續(xù)性方程
第六節(jié)理想流體沿流線的運動微分方程和伯努利方程
第七節(jié)沿流線法向方向壓強和速度的變化
第八節(jié)一維穩(wěn)定管流的伯努利方程
第九節(jié)理想不可壓縮流體一維管流伯努利方程應(yīng)用舉例
第十節(jié)穩(wěn)定管流的動量方程和動量矩方程
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第四章黏性流體流動基礎(chǔ)
第一節(jié)不可壓縮實際流體穩(wěn)定管流的伯努利方程
第二節(jié)管流能量損失的兩種類型
第三節(jié)雷諾實驗、層流與湍流
第四節(jié)圓管內(nèi)不可壓縮流體的穩(wěn)定層流運動
第五節(jié)湍流的基本概念
第六節(jié)圓管內(nèi)的湍流流動
第七節(jié)管流沿程損失系數(shù)
第八節(jié)非圓形截面管流的沿程損失
第九節(jié)局部能量損失
第十節(jié)節(jié)流式流量計
第十一節(jié)管路計算
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第五章理想流體的有勢流動和旋渦流動基礎(chǔ)
第一節(jié)多維流動的連續(xù)性方程
第二節(jié)理想流體的歐拉運動微分方程
第三節(jié)流體微團的運動分析
第四節(jié)穩(wěn)定無旋流場的伯努利方程
第五節(jié)速度勢和流函數(shù)
第六節(jié)旋渦運動的基本概念與斯托克斯定理
第七節(jié)旋渦運動特性
第八節(jié)幾種簡單的平面勢流
第九節(jié)平面無旋流的疊加
第十節(jié)平行流繞圓柱體有環(huán)流的流動
第十一節(jié)葉柵與機翼的工作原理
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第六章黏性流體的多維流動
第一節(jié)黏性流體的運動微分方程(納維斯托克斯方程)
第二節(jié)幾種簡單的層流運動
第三節(jié)邊界層的基本概念
第四節(jié)層流邊界層的微分方程
第五節(jié)邊界層的動量積分方程
第六節(jié)平板層流邊界層的近似計算
第七節(jié)平板湍流邊界層的近似計算
第八節(jié)平板混合邊界層的近似計算
第九節(jié)曲面邊界層分離
第十節(jié)繞流阻力與卡門渦街
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第七章相似原理與量綱分析
第一節(jié)流場力學(xué)相似的概念
第二節(jié)動力相似準則
第三節(jié)相似定律
第四節(jié)量綱分析的基本原理與方法
第五節(jié)模型實驗方法
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第八章氣體動力學(xué)基礎(chǔ)
第一節(jié)氣體流動的基本概念和基本方程
第二節(jié)聲速和馬赫數(shù)
第三節(jié)小擾動在運動氣流中的傳播
第四節(jié)可壓縮氣體流動的參考狀態(tài)
第五節(jié)變截面管道內(nèi)的定熵流動
第六節(jié)噴管定熵流動計算
第七節(jié)有摩擦和熱交換的氣體管流
第八節(jié)激波與膨脹波的基本概念
第九節(jié)正激波前后參數(shù)的變化
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
附錄單位與表示方法
習(xí)題答案
參考文獻