工程流体力学基础

目录

第1章概述

1.1工程流体力学的研究对象

1.1.1流体的连续性假设

1.1.2流体的流动性

1.2流体力学的研究方法

1.3流体力学的工程应用与发展历程

1.4计算流体力学概述

思考题与习题

第2章流体的物理性质

2.1流体的概念

2.2密度和相对密度

2.2.1密度

2.2.2相对密度

2.3压缩性和温度膨胀性

2.3.1压缩性

2.3.2温度膨胀性

2.4黏性

2.4.1黏性的物理本质

2.4.2流体内摩擦定理

2.4.3黏度

2.4.4黏度的主要影响因素

2.5比热、导热系数与散热系数

2.5.1热量和热功当量

2.5.2比热

2.5.3导热系数

2.5.4散热系数

2.6湿空气

2.6.1空气分离压

2.6.2饱和蒸汽压

2.6.3湿度及含湿量

2.6.4自由空气流量及析水量

2.7流体中的作用力

2.7.1质量力

2.7.2表面力

2.8流体的物理性质在工程中的应用示例

2.8.1密度的应用

2.8.2可压缩性的应用

2.8.3黏性的应用

思考题与习题

第3章流体静力学

3.1流体静压力及其特性

3.1.1流体静压力

3.1.2流体静压力的特性

3.1.3静止流体的力平衡微分方程

3.2压力的度量

3.2.1压力的单位

3.2.2绝对压力、相对压力、真空度

3.3流体静力学基本方程

3.3.1流体静力学基本方程

3.3.2液体式测压计

3.4帕斯卡原理

3.5流体对壁面的作用力

3.5.1流体对平面的作用力

3.5.2流体对曲面的作用力

3.6流体静力学知识在工程中的应用示例

3.6.1等压面的应用

3.6.2帕斯卡原理的应用

3.6.3静力学基本方程的应用

3.6.4流体对壁面作用力的应用

思考题与习题

第4章流体动力学

4.1流体动力学的基本概念

4.1.1理想流体

4.1.2稳定流与非稳定流

4.1.3迹线与流线

4.1.4流管、流束与总流

4.1.5有效断面、湿周和水力半径

4.1.6缓变流和非缓变流

4.2连续性方程

4.3伯努利方程

4.3.1理想流体伯努利方程

4.3.2实际流体伯努利方程

4.3.3系统中有流体机械的伯努利方程

4.4动量方程

4.5动量矩方程及叶轮式流体机械的基本方程式

4.6流体动力学知识在工程中的应用示例

4.6.1连续性方程的应用示例

4.6.2伯努利方程的应用示例

4.6.3动量方程的应用示例

思考题与习题

第5章阻力计算

5.1流体的流动状态

5.1.1层流和紊流

5.1.2流动状态的判别

5.2沿程阻力损失计算

5.2.1圆管中的层流流动

5.2.2层流的起始段

5.2.3几种非圆形断面管道的层流流量公式

5.3圆管中的紊流流动

5.3.1时均点速，脉动速度

5.3.2层流边层

5.3.3圆管紊流在有效断面上的速度分布

5.3.4圆管紊流的沿程阻力损失计算

5.4局部阻力损失计算

5.5管路（或阻力损失）的串并联

5.5.1串联管路的阻力损失计算

5.5.2并联管路的阻力损失计算

5.6阻力损失知识在工程中的应用示例

思考题与习题

第6章孔口出流及缝隙流动

6.1孔口出流

6.1.1孔口出流的类型

6.1.2薄壁孔口出流

6.1.3短管（厚壁孔口）出流

6.2缝隙流动

6.2.1平行缝隙流动

6.2.2倾斜缝隙中的流体流动

6.3本章知识在工程中的应用示例

6.3.1薄壁孔口出流的应用示例

6.3.2环形缝隙流动的应用示例

思考题与习题

第7章液压冲击与空穴现象

7.1液压冲击

7.1.1液压冲击现象与危害

7.1.2液压冲击产生的原因

7.1.3液压冲击的振荡过程

7.1.4液压冲击力及冲击波传播速度的计算

7.1.5完全液压冲击和不完全液压冲击

7.1.6减小液压冲击力的措施

7.2空穴现象

7.2.1液压空穴现象

7.2.2液体的空气分离压与饱和蒸汽压

7.2.3节流口处的空穴现象

7.2.4空穴现象的危害

7.2.5减少空穴和气蚀措施

7.3工程中的应用示例

7.3.1液压冲击现象的示例

7.3.2空穴现象示例

思考题与习题

第8章相似理论基础

8.1相似的概念

8.2相似三定理

8.2.1力学相似及相似比例常数

8.2.2动力相似准则（相似准数）

8.2.3模型实验与局部相似

8.3量纲分析法及其应用

8.3.1瑞利法

8.3.2π定理

8.4工程实际应用示例

思考题与习题

第9章黏性流体力学基础

9.1连续性方程的微分方程形式

9.2理想流体运动的微分方程及其解

9.2.1理想流体运动的微分方程

9.2.2理想流体沿流线的伯努利方程

9.3黏性流体运动的微分方程

9.3.1流体微团的旋转和变形

9.3.2黏性流体运动微分方程

9.3.3黏性流体运动微分方程在平行壁面间层流运动的解

9.3.4黏性流体运动微分方程式在圆管层流运动中的解

9.4附面层理论基础

9.4.1附面层的概念

9.4.2附面层微分方程

9.4.3附面层的动量积分方程

9.4.4平板层流附面层计算

9.4.5平板紊流附面层的计算

9.4.6平板上的混合附面层

9.4.7曲面附面层、附面层的分离及运动物体阻力

9.5油膜润滑的流体力学理论

9.5.1滑动轴承油膜中的速度分布，雷诺方程

9.5.2滑动轴承油膜中的压力分布

9.5.3滑动轴承的摩擦力及摩擦力矩

9.5.4滑动轴承的承载能力

思考题与习题

第10章计算流体力学基础

10.1流体力学的研究方法

10.2计算流体力学理论基础

10.2.1控制方程

10.2.2数值求解

10.3计算流体力学应用入门

10.3.1CFD软件

10.3.2CFD分析的一般过程

10.3.3应用实例

思考题与习题

参考文献