流体力学

第1章 绪论

11 流体力学及其任务

111 固体与流体

112 流体的连续介质假设

113 流体力学及其任务

12 流体的属性

121 流体的密度和容重

122 流体的压缩性和膨胀性

123 流体的黏性

124 表面张力

125 汽化压强

13 作用在流体上的力

131 表面力

132 质量力

14 物理量的单位与量纲

习题

第2章 流体运动学基础

21 流体运动的研究方法与分类

211 研究流体运动的方法

212 流体运动的分类

213 流线与迹线

22 流体微团运动的分解

221 微团运动的分解

222 微团运动的分析

223 有旋运动和无旋运动

23 平面无旋运动

231 势函数

232 流函数

233 平面无旋流动

24 基本平面势流

241 均匀直线运动

242 点源及点汇

243 点涡

25 势流的叠加

251 源环运动

252 偶极流

253 均匀直线流中的偶极流

习题

x流体力学（第二版）

第3章 流体静力学

31 流体静压强及其特性

32 流体平衡微分方程

321 流体平衡微分方程

322 流体平衡微分方程的一般积分

323 帕斯卡原理

324 等压面

33 重力作用下的流体静压强

331 流体静力学基本方程

332 静止液体中的等压面

333 流体静力学基本方程的意义

34 压强的度量与测压仪表

341 度量压强的两种基准

342 压强的度量单位

343 液柱式测压计

35 液体的相对平衡

351 匀加速水平直线运动中液体的平衡

352 匀角速旋转运动容器中液体的平衡

36 静止液体作用于平面壁和曲面壁上的总压力

361 静止液体作用在平面壁上的总压力

362 静止液体作用于曲面壁上的总压力

习题

第4章 流体动力学基本方程

41 连续性方程

42 黏性流体运动微分方程式

421 流体中任一点的应力

422 以应力表示的运动微分方程

423 应力应变率关系

424 黏性流体运动微分方程

43 流动问题的求解

431 初始条件与边界条件

432 圆管层流的解析求解

433 流动的数值求解简介

44 欧拉运动微分方程式

45 理想流体微分方程的积分

46 黏性流体的能量方程

461 总能方程

462 内能方程

习题

第5章 相似原理与量纲分析

51 相似的基本概念

52 方程分析法

53 相似准数

531 Re

532 Fr

533 Eu与St

54 量纲分析法

541 量纲分析

542 π定理

55 模型律

551 π定理在确定相似判据中的应用

552 完全相似和部分相似

习题

第6章 黏性管流

61 一元流动模型

62 一元流动基本方程

621 连续性方程

622 元流伯努利方程

623 恒定总流伯努利方程

624 恒定总流动量方程

63 流动水头损失

631 流动阻力与水头损失

632 黏性流体的两种流态

633 均匀流方程

64 圆管中的流动

641 圆管中的层流

642 紊流运动

643 圆管中的紊流

644 紊流沿程水头损失

645 非圆管的沿程水头损失

646 局部水头损失

65 有压管流

66 孔口及管嘴出流

661 薄壁孔口的恒定自由出流

662 薄壁孔口的恒定淹没出流

663 管嘴的恒定出流

习题

xii流体力学（第二版）

第7章 边界层与绕流阻力

71 边界层概念

711 边界层的形成与发展

712 边界层的厚度

72 边界层微分方程式

73 边界层动量积分方程式

74 平板层流边界层

75 平板紊流边界层

76 曲壁边界层的分离

77 绕流物体的作用力

771 绕流阻力

772 低雷诺数下微粒的运动

习题

第8章 明渠流动

81 明渠概述

811 棱柱形渠道的横断面

812 明渠的底坡

813 明渠水流受力分析

82 明渠均匀流

821 明渠均匀流的特征及形成条件

822 明渠均匀流的基本公式

823 明渠水力最优断面和允许流速

824 复式断面明渠均匀流

825 非均质渠道的综合粗糙系数

83 明渠均匀流的水力计算问题

831 校核渠道的输水能力

832 设计渠道底坡

833 设计渠道断面尺寸

84 无压圆管均匀流

841 无压圆管均匀流的水力计算

842 无压圆管的水力最优充满度

85 明渠非均匀流概述

851 断面比能

852 临界水深

853 临界底坡

854 明渠水流的三种流态

86 水跃和水跌

861 水跃

862 水跌

87 明渠恒定非均匀渐变流的微分方程

88 棱柱形渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线的分析

881 顺坡渠道(i>0)的水面曲线

882 平坡渠道和逆坡渠道的水面曲线

883 定性描绘水面曲线

习题

目 录xiii

第9章 堰流与闸孔出流

91 堰流

911 堰流基本公式

912 薄壁堰流的水力计算

913 实用堰流的水力计算

914 宽顶堰流的水力计算

92 闸孔出流

921 底坎为宽顶堰型的闸孔出流

922 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流

习题

第10章 渗流

101 渗流基本概念

1011 重力水和岩土的渗透特性

1012 渗流分类

1013 渗流模型

102 渗流达西定律

103 地下水的渐变渗流分析

1031 地下水均匀流

1032 地下水渐变渗流

104 集水廊道和井

1041 集水廊道

1042 完全潜水井

1043 完全自流井

1044 圆柱基坑排水

105 井群

1051 完全潜水井群

1052 完全自流井群

106 恒定渗流的微分方程

习题

xiv流体力学（第二版）

第11章 紊流射流

111 无限空间紊流淹没射流的结构

112 圆断面射流的运动分析

113 紊流淹没射流的温度分析和浓度分析

114 温差射流与浓差射流的轨迹

习题

第12章 一元气体动力学基础

121 基本概念

1211 理想气体

1212 微弱扰动的传播

1213 马赫数、马赫锥

122 一元恒定气体运动的基本方程

1221 连续性方程

1222 伯努利方程式

1223 能量方程式

123 一元气体等熵流动

1231 等熵滞止参数

1232 气流绝热运动的压缩性影响

1233 绝热气流速度与形状的关系

124 气体在管道中的运动

1241 圆管中气体的等温流动

1242 圆管中气体的绝热流动

习题

第13章 流体机械基础

131 流体机械概述

132 离心式流体机械

1321 离心式流体机械的结构

1322 离心式流体机械的性能参数

1323 离心式流体机械的欧拉方程

133 流体机械性能曲线

1331 流体机械的性能曲线

1332 无量纲性能曲线

习题

附录

附录Ⅰ 矢量与场论基础

附录Ⅱ 英汉关键词

附录Ⅲ 梯形渠道水力计算图解(1)

附录Ⅳ 梯形渠道水力计算图解(2)

主要参考文献

本书系统地阐明了流体力学的基本概念、基本理论和基本方法，并且涉及流动的各种基本形式，如管流、明渠流、射流及绕物体的流动。全书共13章，前面4章介绍了流体运动的基本概念、流体运动所遵循的方程和主要的求解方法，让初学者对流体运动有所了解。第5章对工程中应用较多的相似理论做了较为详细的阐述。后续章节从一元流动入手，通过对流体运动控制方程的简化，逐步分析了黏性管流（第6章）、边界层与绕流阻力（第7章）、明渠流动（第8章）、堰流及闸孔出流（第9章）、渗流（第10章）、紊流射流（第11章）、一元气体动力学基础（第12章）及流体机械基础（第13章）。每一章均配有适量的例题与习题。
本书是一本工科院校流体力学的教学用书，可适用于建筑环境与设备工程、市政工程、环境工程、环境科学、土木工程及矿物资源工程等专业40~80学时的教学要求，也可作为有关专业科研人员及工程技术人员的参考书。