流體力學(xué)基礎(chǔ)（上冊）

內(nèi)容簡介

本書按流體力學(xué)學(xué)科系統(tǒng)闡明流體運(yùn)動(dòng)所遵循的基本規(guī)律，以及流體與固體相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互作用。并著重討論流體力學(xué)的基本物理概念，以及流體力學(xué)問題的建立過程和數(shù)學(xué)處理方法，使讀者獲得從事流體力學(xué)研究工作所必需具備的理論基礎(chǔ)。為加深對于基本內(nèi)容的理解，本書各章編入了若干例題和習(xí)題。在取材的深度和廣度上，本書適當(dāng)考慮了不同類型專業(yè)的要求，以使讀者有一定的選擇余地。 本書可作為高等理工科院校流體力學(xué)專業(yè)本科學(xué)生及機(jī)械，能源，航空，船舶，水利，化工，氣象等專業(yè)研究生的流體力學(xué)課程的教材；亦可供從事有關(guān)流體力學(xué)工作的教師，科學(xué)工作者及工程技術(shù)人員參考。 潘文全 主編 清華大學(xué)工程力學(xué)系2100433B

《實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)基礎(chǔ)》主要介紹實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)的基本原理和基本方法。全書共分6章，系統(tǒng)地講述了流體的基本性質(zhì)、相似理論、誤差理論、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本設(shè)備和基本方法，并介紹了實(shí)驗(yàn)研究中需要了解的一般概念和基本要求以及實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)發(fā)展的最新動(dòng)向。

《實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)基礎(chǔ)》可供大專院校有關(guān)專業(yè)的高年級學(xué)生及相應(yīng)專業(yè)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。

前言

第

1章　引言與基本概念·1

1.1　引言 1

1.2　流體力學(xué)簡要發(fā)展史 5

1.3　無滑移條件· 7

1.4　流體流動(dòng)的分類 8

1.5　體系和控制體 12

1.6　量綱和單位的重要性 13

1.7　工程問題的數(shù)學(xué)建模 18

1.8　問題求解技巧 20

1.9　工程軟件包· 21

1.10　準(zhǔn)確度、精密度和有效數(shù)字 24

應(yīng)用展示：核爆炸和雨滴有何共同之處 27

小結(jié) 28

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 28

習(xí)題 28

第

2章　流體的性質(zhì) 2

2.1　引言 32

2.2　密度與比重· 33

2.3　蒸氣壓與空化 · 35

2.4　能量與比熱容 37

2.5　可壓縮性與聲速 38

2.6　黏度 43

2.7　表面張力與毛細(xì)現(xiàn)象 47

小結(jié) 53

應(yīng)用展示：空化 54

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 55

習(xí)題 55

第

3章　壓強(qiáng)與流體靜力學(xué) 67

3.1　壓強(qiáng) 67

3.2　壓強(qiáng)測量裝置· 72

3.3　流體靜力學(xué)引言 · 78

3.4　水下平板的受力分析 79

3.5　水下曲面的受力分析 83

3.6　浮力和穩(wěn)定性 85

3.7　以剛體形式運(yùn)動(dòng)的流體 90

小結(jié) 97

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 98

習(xí)題 98

第

4章　流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

118

4.1　拉格朗日法與歐拉法

118

4.2　流動(dòng)類型與流動(dòng)可視化

124

4.3　流體流動(dòng)數(shù)據(jù)圖

· 130

4.4　其他運(yùn)動(dòng)學(xué)描述方法

132

4.5　渦量與旋度· 137

4.6　雷諾輸運(yùn)定理

· 141

小結(jié)

147

應(yīng)用展示：射流激勵(lì)器

· 148

應(yīng)用展示：聞實(shí)物：人類的氣道

149

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 150

習(xí)題

150

第

5章　伯努利方程與能量方程 164

5.1　引言 164

5.2　質(zhì)量守恒 165

5.3　機(jī)械能與效率 172

5.4　伯努利方程· 176

5.5　一般能量方程 189

5.6　定常流的能量分析 193

小結(jié) 201

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 202

習(xí)題 203

第

6章　流動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)量分析215

6.1　牛頓定律 215

6.2　控制體的選擇 · 216

6.3　控制體的受力分析 217

6.4　線動(dòng)量方程· 220

6.5　旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和角動(dòng)量回顧 231

6.6　角動(dòng)量方程· 233

應(yīng)用展示：蝠鲼游泳 240

小結(jié) 241

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 241

習(xí)題 242

第 7章　量綱分析與模型化 ·255

7.1　量綱與單位· 255

7.2　量綱齊次性· 256

7.3　量綱分析與相似性 261

7.4　重復(fù)變量法與白金漢 Π定理 265

歷史聚焦：無量綱參數(shù)所紀(jì)念的人 271

7.5　實(shí)驗(yàn)測試、模型化與不完全相似 278

應(yīng)用展示：果蠅如何飛行 · 284

小結(jié) 285

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 285

習(xí)題 285

第 8章　內(nèi)流 302

8.1　引言 302

8.2　層流和湍流· 303

8.3　入口區(qū)域 305

8.4　管內(nèi)層流 307

8.5　管內(nèi)湍流 314

8.6　局部損失 327

8.7　管道系統(tǒng)與泵的選擇 333

8.8　流量與速度測量 · 341

應(yīng)用展示：彩色粒子陰影測速

/加速度

測量 361

小結(jié) 361

參考文獻(xiàn)和閱讀建議· 363

習(xí)題 364

附錄　特性參數(shù)表與曲線圖 380

表

A-1　物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、氣體常數(shù)以及

理想氣體比熱 381表

A-2　沸點(diǎn)和冰點(diǎn)屬性 382

表

A-3　飽和水屬性· 383

表

A-4　飽和制冷劑 .134a屬性 · 384

表

A-5　飽和氨屬性 385

表

A-6　飽和丙烷屬性 386

表

A-7　液體的屬性 387

表

A-8　液態(tài)金屬的屬性 388

表

A-9　1atm下的空氣屬性 389

表

A-10　1atm下的氣體屬性 390

表

A-11　高空大氣參數(shù)·· 392

圖

A-12　圓管中充分發(fā)展流動(dòng)的摩擦系數(shù)

莫迪圖· 393

表

A-13　理想氣體一維等熵可壓縮流氣動(dòng)

函數(shù)表（k = 1.4） 394

表

A-14　理想氣體一維正激波

函數(shù)表（k = 1.4） 395

表

A-15　理想氣體的瑞利流函數(shù)表

（k = 1.4）· 396

表

A-16　理想氣體的法諾流函數(shù)表

（k = 1.4）· 397

數(shù)據(jù)表· 398 2100433B

全書（上、下冊）內(nèi)容涵蓋了流體力學(xué)的基本原理和方程，列舉了大量工程實(shí)例，通過強(qiáng)調(diào)物理背景、提供精彩的圖片，讓學(xué)生對流體力學(xué)有一個(gè)直觀的理解并認(rèn)識到流體力學(xué)是如何應(yīng)用于工程實(shí)踐的。全書共15章，包括引言與基本概念、流體的性質(zhì)、壓強(qiáng)與流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)、伯努利方程與能量方程、流動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)量分析、量綱分析與模型化、內(nèi)流、流體流動(dòng)的微分分析、 N-S方程的近似解、外流、可壓縮流動(dòng)、明渠流動(dòng)、渦輪機(jī)械、計(jì)算流體力學(xué)引論。

本書可作為高等工科院校相關(guān)專業(yè)的流體力學(xué)教材，也可供相關(guān)專業(yè)科研和工程技術(shù)人員參考。