工程流体力学

前言

主要符号表

问题导向篇（续）

C4 平板绕流摩擦阻力与边界层

理论一

C4.1 问题：平板绕流摩擦阻力如何形成和计算

C4.2 实验与观察

C4.3 建模与求解：普朗特边界层方程

C4.3.1 物理与数学建模

C4.3.2 普朗特边界层方程求解

C4.4 建模与求解：卡门动量积分方程

C4.4.1 物理与数学建模

C4.4.2 动量积分方程求解

C4.5 应用：平板绕流摩擦阻力

参考文献

习题

C5 钝体绕流形状阻力与边界层

理论二

C5.1 问题：如何解答达朗贝尔之谜

C5.2 实验与观察

C5.2.1 表面光滑圆柱体的绕流实验

C5.2.2 表面粗糙圆球的绕流实验

C5.3 建模与分析：边界层分离的机理

C5.4 应用：钝体绕流阻力

C5.4.1 摩擦阻力与形状阻力

C5.4.2 圆柱绕流阻力曲线

C5.4.3 卡门涡街

C5.5 应用：不同形状物体的绕流阻力系数

C5.5.1 二维与三维钝体绕流阻力系数

C5.5.2 圆球与流线型体的绕流阻力

C5.6 边界层流动小结

参考文献

习题

C6 明渠流动及其二维模型

C6.1 明渠流基本知识

C6.2 问题：明渠流与圆管流有何差别

C6.3 明渠流场分析

C6.3.1 实验与观察

C6.3.2 二维明渠均匀流建模与分析

C6.4 明渠均匀流沿程阻力分析

C6.4.1 明渠均匀流形成条件

C6.4.2 实验与观察

C6.4.3 建模与分析：谢齐公式

C6.4.4 曼宁公式

C6.4.5 建模与分析：柯尔根公式

C6.5 应用：明渠均匀流阻力公式

C6.5.1 分区阻力公式与阻力系数图

C6.5.2 明渠阻力公式的应用实例

C6.5.3 曼宁系数的确定

C6.5.4 水力最佳截面与允许流速

C6.5.5 明渠均匀流水力计算

C6.6 明渠非均匀流

C6.6.1 判别流态的弗劳德准则

C6.6.2 建模与分析：截面比能曲线

C6.6.3 临界底坡、缓坡与陡坡

C6.6.4 建模与分析：明渠非均匀流能量微分方程

C6.6.5 应用：渐变流水面线分析

C6.6.6 水跃与水跌

C6.6.7 堰流

C6.7 小结

参考文献

习题

C7 地下水流动与渗流模型

C7.1 问题：如何分析多孔介质中的流动

C7.1.1 多孔介质

C7.1.2 地下水渗流问题

C7.2 实验与观察：达西定律

C7.3 建模与分析

C7.3.1 渗流的连续介质模型

C7.3.2 渗流运动方程杜比公式

C7.3.3 渗流基本方程及求解

C7.4 应用一：地下河槽渐变渗流分析

C7.5 应用二：井和井群渐变渗流计算

C7.6 小结

参考文献

习题

专题篇D1 流体中的质量传输

D1.1 分子扩散

D1.1.1 菲克第一定律

D1.1.2 扩散方程

D1.1.3 瞬时点源的一维扩散

D1.1.4 瞬时点源的三维和二维扩散

D1.1.5 等强度连续点源和线源的扩散

D1.1.6 用镜像法求解有边界反射的浓度场

D1.2 随流扩散

D1.2.1 随流扩散方程

D1.2.2 随流扩散方程求解

D1.3 湍流扩散

D1.3.1 湍流扩散概念

D1.3.2 随流湍流扩散方程

D1.4 剪切流中的离散

D1.4.1 一维离散方程

D1.4.2 综合应用举例：明渠污

染带分析

习题

D2 泵与风机

D2.1 泵与风机的基本知识

D2.1.1 泵与风机的分类

D2.1.2 泵与风机的主要参数和基本构造

D2.2 泵和风机的基本理论

D2.2.1 积分形式的动量矩方程

D2.2.2 欧拉叶轮机方程

D2.3 泵与风机的特性曲线与性能参数

D2.3.1 理论特性曲线

D2.3.2 实际特性曲线

D2.3.3 综合性能曲线

D2.4 相似准则

D2.5 比转速

D2.6 泵和风机的运行

D2.6.1 泵在管路系统中的运行

D2.6.2 对泵运行工况的调节

D2.7 泵的汽蚀与预防

D2.8 泵和风机选型知识

D2.8.1 泵的选型

D2.8.2 通风机的选型

习题

E 附录（续）

E1

E1.1 流体的物理性质

E1.2 单位换算表

E1.3 有关数学公式

E1.3.1 直角坐标系中的矢量运算

E1.3.2 柱坐标系中的表达式

E2

E2.1 零攻角平板层流边界层精确解

E2.2 物体阻力系数

E2.3 习题答案

参考文献

《普通高等教育“十二五”规划教材：工程流体力学（下册）（问题导向型）》是按钱学森先生倡导的技术科学思想和应用力学方法来编著工程流体力学教材的一次尝试。应用力学方法本质上是问题导向型研究方法，因此本书冠以“问题导向型”副标题。内容和教学要求参照教育部高等学校力学教学指导委员会和力学基础课程教学指导分委员会最新制定的《流体力学课程教学基本要求》。全书分为上、下两册。上册的绪论篇介绍技术科学思想和应用力学方法；基础篇包括流体基本概念、流体静力学、流体运动学、流体动力学、量纲分析与相似理论；问题导向篇包括圆管流动与混合长度理论、缝隙流动与流体动力学润滑理论、气体喷管流动与一维等熵流模型。下册的问题导向篇（续）包括平板绕流摩擦阻力与边界层理论一、钝体绕流形状阻力与边界层理论二、明渠流动及其二维模型、地下水流动与渗流模型；专题篇包括流体中的质量传输、泵与风机。
　　《普通高等教育“十二五”规划教材：工程流体力学（下册）（问题导向型）》的使用对象是工程类专业的本科生，如机械、环境、土木、农业工程、工程力学等专业的学生。机械类学生可只使用上册，其他专业学生需要用上、下两册。本教程也可供相关专业的教师和工程技术人员参考。