第1章绪论
1.1流体力学的研究对象及应用领域
1.2流体力学的研究方法
1.2.1实验模拟方法
1.2.2理论分析方法
1.2.3数值计算方法
1.3流体的连续介质模型
1.3.1流体的概念
1.3.2连续介质模型
1.4流体的密度和重度
1.5流体的压缩性和热膨胀性
1.5.1气体状态方程
1.5.2压缩性和热膨胀性
1.5.3可压缩流体和不可压缩流体
1.6流体的黏性
1.6.1黏性的表现
1.6.2黏性的度量
1.6.3温度对黏性的影响
1.6.4黏性流体和理想流体
1.7作用在流体上的力
本章小结
思考题
习题
第2章流体静力学
2.1流体静力学方程
2.2流体平衡的一些要求
2.3平衡流体的等压面
2.4重力场中不可压缩流体的静压分布
2.5测压计
2.5.1液柱式压力计原理
2.5.2几种常用的液柱式压力计
2.6静止流体对平板的作用力
2.6.1总压力的大小
2.6.2总压力的作用点
2.7静止流体对曲面的作用力
2.8流体的浮力
2.8.1阿基米德原理
2.8.2物体在液体中的平衡与稳定性
本章小结
思考题
习题
第3章流体运动学
3.1描述流体运动的两种方法
3.1.1拉格朗日法(质点法)
3.1.2欧拉法(空间点法)
3.1.3欧拉法中的质点加速度公式
3.1.4质点导数
3.2流场的几何特征描述
3.2.1定常流场和非定常流场
3.2.2均匀流动和非均匀流动
3.2.3一维流动、二维流动和三维流动
3.2.4流线、驻点、极限流线
3.2.5流体质点的迹线
3.2.6流束、流面和流管
3.2.7总流、过流截面与流量
3.2.8条纹线
3.3流体的连续性方程
3.3.1微分形式的连续性方程
3.3.2微分连续性方程在其他坐标系中的形式
3.3.3积分形式的连续性方程
3.4流体微团的运动分析
3.4.1流体运动的分解
3.4.2无旋流动与有旋流动
3.5速度势函数与流函数的概念
3.5.1速度势函数
3.5.2流函数
本章小结
思考题
习题
第4章理想流体动力学
4.1欧拉运动微分方程
4.2拉格朗日积分方程
4.3伯努利积分方程
4.3.1伯努利积分的建立
4.3.2伯努利方程的意义
4.3.3伯努利方程的应用
4.4动量定理及动量矩定理
4.4.1动量定理
4.4.2动量矩定理
4.4.3动量及动量矩方程的应用
本章小结
思考题
习题
第5章旋涡理论
5.1旋涡运动的基本概念
5.1.1涡线、涡管、涡量、涡通量
5.1.2速度环量
5.1.3斯托克斯定理
5.2汤姆逊定理
5.3拉格朗日定理
5.4亥姆霍兹定理
5.5旋涡的诱导速度
5.5.1点涡
5.5.2诱导速度公式
5.5.3毕奥.沙伐尔定理
5.6兰金组合涡
5.6.1速度分布
5.6.2压力分布
5.6.3有自由面的情形
本章小结
思考题
习题
第6章势流理论
6.1势流理论概述
6.2二维流动和流函数
6.3几种简单平面势流的基本解
6.3.1直匀流
6.3.2点源(汇)
6.3.3点涡
6.3.4偶极子
6.3.5叠加的例子
6.4绕圆柱体的无环量流动达朗贝尔谬理
6.4.1绕圆柱体无环量流动的势函数和流函数
6.4.2圆柱表面的速度分布
6.4.3圆柱表面的压力分布
6.5绕圆柱体的有环量流动马格努斯效应
6.5.1绕圆柱体有环量流动的速度场
6.5.2绕圆柱体有环量流动的压力分布
6.6附加质量与附加惯性力
.6.7复变函数的简要复习
6.7.1复数
6.7.2复变函数
6.8复势和复速度
6.9布拉修斯公式
6.10库塔.儒柯夫斯基定理
6.10.1库塔.儒柯夫斯基定理
6.10.2决定环量的后缘条件
6.11保角变换方法及其应用
6.11.1保角变换的概念和性质
6.11.2几种简单的保角变换
6.11.3儒柯夫斯基变换
6.11.4平板无环量绕流
6.11.5平板有环量绕流
6.12映像法及其应用
6.12.1直壁的干扰
6.12.2圆形壁的干扰
本章小结
思考题
习题
第7章波浪理论
7.1小振幅波的基本方程与边界条件
7.1.1基本方程
7.1.2边界条件
7.1.3小振幅波理论假设和边界条件的线性化
7.2小振幅波及其运动参数
7.2.1小振幅波的速度势
7.2.2小振幅波的运动参数
7.3流体质点的轨道运动
7.3.1水波按水深的分类
7.3.2流体质点的运动速度
7.3.3中等深水波中质点的运动轨道
7.3.4浅水波中质点的运动轨道
7.3.5深水波中质点的运动轨迹
7.4行波中的压力分布
7.5波能及其传递
7.5.1波能
7.5.2波能的传递
7.6浅水波
7.6.1波峰守恒原理
7.6.2浅水波的波数k、波长L和波速c
7.6.3浅水系数H/H
7.7波群和群速度
7.8二维船波
7.8.1兴波阻力
7.8.2两个扰源引起的兴波阻力
7.9三维船波——开尔文船波
本章小结
思考题
习题
第8章黏性流体力学基础
8.1黏性流体的运动方程式——纳维.斯托克斯方程
8.2纳维.斯托克斯方程准确解举例
8.2.1二维平板间黏性流体的无剪切压差流动
8.2.2无限大平板间压差剪切定常黏性流动
8.2.3无限长直圆管中的定常黏性流动
8.3流体的流态及其判别
8.4湍流流动及其特征
8.4.1湍流的形成机理
8.4.2湍流的特征
8.5湍流模式理论
8.5.1平均值、脉动值和湍流度
8.5.2湍流的半经验理论
本章小结
思考题
习题
第9章相似理论
9.1流动相似的概念
9.2特征量和无量纲量
9.3流动相似的充要条件
9.4相似参数的物理意义
9.5相似理论及其应用
9.5.1相似性定理
9.5.2相似理论应用
9.6量纲分析
9.6.1指数法
9.6.2Π定理
本章小结
思考题
习题
第10章黏性流体的一元流动
10.1管道流动计算的基本方程式
10.1.1黏性不可压流体的能量方程式
10.1.2平均能量损失hw的计算
10.2等径直圆管中的层流运动
10.3等径直圆管中的湍流运动
10.4管道中的沿程阻力和局部阻力系数
10.4.1沿程阻力系数
10.4.2局部阻力系数
.10.5孔口出流
10.5.1孔口出流的分类
10.5.2薄壁小孔口恒定自由出流
10.5.3薄壁小孔口淹没出流
10.5.4薄壁大孔口自由出流
10.5.5薄壁孔口非恒定自由出流
.10.6管嘴出流
10.6.1圆柱形外管嘴恒定出流
10.6.2其他形式的管嘴
10.7管道计算
10.7.1管道系统的分类
10.7.2简单管道计算
10.7.3串联管道计算
10.7.4并联管道计算
本章小结
思考题
习题
第11章边界层理论
11.1边界层的概念
11.2边界层的基本微分方程——普朗特方程
11.3平板层流边界层的精确解
11.3.1布拉修斯解
11.3.2边界层的速度分布和边界层的厚度
11.3.3边界层排挤厚度δ*和动量损失厚度θ
11.3.4壁面摩擦系数Cf和摩擦阻力系数Cd
11.4平板层流边界层的近似解
11.4.1边界层的动量积分方程
11.4.2平板层流边界层的近似解
11.5平板湍流边界层计算
11.6平板混合边界层计算
11.6.1分段组合计算法
11.6.2当量湍流边界层长度法
11.7船体摩擦阻力的估算
11.8曲面的边界层的分离
11.8.1沿曲面的压力变化及其对边界层内流动的影响
11.8.2边界层内速度剖面形状分析
11.8.3边界层的分离
11.9物体的形状阻力
11.9.1钝体的压差阻力
11.9.2无边界层分离的流线体的压差阻力
11.10减小黏性阻力的措施
本章小结
思考题
习题
第12章机翼理论
12.1机翼的几何特征
12.1.1机翼的翼型
12.1.2机翼的平面图形
12.2机翼升力产生的机理
12.3求解翼型绕流的奇点法
12.3.1翼剖面奇点法的理论思想
12.3.2对称翼型绕流的数值解
12.3.3薄翼理论
12.4面元法
12.4.1无升力体的面元法
12.4.2升力体的面元法
12.5机翼的流体动力特性
12.5.1升力系数
12.5.2阻力系数
12.5.3俯仰力矩系数
12.6有限翼展机翼
12.6.1有限翼展机翼的流体运动特征
12.6.2下洗力和诱导阻力
12.6.3有限翼展机翼的升力线理论
12.6.4展弦比换算式
12.7小展弦比机翼
本章小结
思考题
习题
附录
附录A矢量运算公式
附录B场论公式
附录C流体力学常用矢量公式
参考文献