工程流体力学

1绪论

1.1流体力学的研究任务与研究方法

1.2流体的连续介质模型

1.3流体的主要物理性质

习题

2流体静力学

2.1作用于流体的外力

2.2流体静压强特性

2.3理想流体运动微分方程和流体平衡微分方程

2.4流体静压强基本方程

2.5流体的相对平衡

2.6作用于平面上的液体总压力

2.7作用于曲面上的液体总压力

习题

3流体动力学基础

3.1研究流体运动的两种方法

3.2欧拉法的基本概念

3.3连续性方程

3.4元流的伯努利方程

3.5总流的伯努利方程

3.6总流的动量方程

3.7动量矩方程

习题

4管路、孔口和管嘴的水力计算

4.1流动阻力和水头损失

4.2黏性流动的两种流态

4.3圆管中的层流流动

4.4湍流流动沿程水头损失的分析与计算

4.5局部水头损失的分析与计算

4.6孔口、管嘴出流

4.7管路的水力计算

4.8管路中的水击

习题

5相似理论与量纲分析

5.1相似理论

5.2量纲分析

习题

6理想流体动力学

6.1流体微团的运动分析

6.2速度势函数与流函数

6.3几种基本平面势流

6.4势流的叠加

6.5圆柱体绕流

6.6理想流体的旋涡运动

6.7理想流体旋涡运动的基本定理

6.8旋涡诱导速度

6.9平面有势流动的复势

习题

7实际流体动力学基础

7.1纳维—斯托克斯方程

7.2边界层的基本概念

7.3边界层的动量方程

7.4平板边界层计算

7.5边界层的分离现象

7.6绕流阻力

习题

8明渠流

8.1明渠的几何特性及分类

8.2明渠均匀流

8.3明渠流动状态

8.4水跃和水跌

8.5棱柱体明渠非均匀渐变流水面曲线的分析

8.6明渠非均匀渐变流水面曲线的计算

8.7天然河道水面曲线计算

8.8明渠弯道水流简介

习题

9堰流与闸孔出流

9.1堰流的类型及计算公式

9.2薄壁堰流的水力计算

9.3实用堰流的水力计算

9.4宽顶堰流的水力计算

9.5闸孔出流的水力计算

9.6泄水建筑物下游的水流衔接与消能

习题

10渗流

10.1渗流的基本概念

10.2渗流基本规律

10.3地下无压水的渐变渗流

10.4井和井群

10.5渗流对建筑物安全性的影响

习题

11气体动力学基础

11.1声速与马赫数

11.2气体一维恒定流动的基本方程

11.3气体一维恒定流动的参考状态

11.4气流参数与通道截面积的关系

11.5喷管

11.6扩压管

11.7等截面有摩擦的绝热管流

习题

12湍流射流

12.1射流的一般属性

12.2圆断面淹没射流

12.3平面淹没射流

12.4温差或浓差射流

习题

习题参考答案

附录

附录Ⅰ梯形、矩形断面渠道正常水深h0的图解

附录Ⅱ梯形断面临界水深hc的图解

附录Ⅲ梯形、矩形断面渠道共轭水深h1，h2的图解

附录Ⅳ矩形断面明渠底流消能水力计算求解图

参考文献

本书是普通高等学校建筑环境与能源应用工程专业基础课教材，也是四川省省级精品课程“流体力学”的配套教材。其内容包括：流体力学的研究任务、方法及流体的主要力学性质，流体静力学，流体动力学基础，明渠流，堰流与闸孔出流，渗流，气体动力学基础，湍流射流。本书符合人才培养目标及课程的基本要求，深度适宜，科学理论与概念阐述准确，注重理论联系实际。与本书配套的有教学软件和试题库，可供读者使用。
本书可供建筑环境与能源应用工程、热能与动力工程、水利水电工程、给排水科学与工程、环境工程等多个专业的本科教学使用，也可供相关专业本科自学考试参考。