流體力學（第2版）:《流體力學（第2版）》是2013年7月出版的圖書，作 -百科知識中文網

前言

本書自2005年9月出版以來，得到了流體力學教學與研究工作者的認可。因此，在出版社的建議下，本書進行了再版.第2版中，作者結合在教學授課過程中所發現的問題進行了修訂和完善，並且根據本領域的發展，對相關章節進行了適當的補充。
由於編者水平有限，謬誤和疏漏在所難免，懇請讀者批評指正。
作者2013年2月於浙江大學求是園。

本書共分12章，內容包括流體的物理性質、流體運動及其基本方程、流體靜力學、無粘性流體的一維和平面運動、粘性流體的一維運動、層流和湍流基本問題的解法、可壓縮氣體動力學、兩相流動基礎、計算流體力學以及流體力學實驗基礎等. 本書的特點是簡明清晰的系統表述、理論與工程套用的有機貫穿、涵蓋較寬的專業題材、提供較全的公式圖表。

本書可作為力學、動力、機械、能源、化工、航空航天、水利、造船、海洋工程等本科專業的基礎課教材或教學參考書，也可供有關專業從事科研、教學及工程工作的研究生和科技人員參考.

3.6流體動力學基本方程組的封閉性及定解條件96
3.6.1流體力學分析方法的一般過程96
3.6.2流體力學的理論模型97
3.6.3幾種常用模型的封閉方程組97
3.6.4初始條件與邊界條件103
附錄Ⅱ正交曲線坐標系中流體運動的基本方程組108
習題114

第4章無粘性流體的一維流動119
4.1流體運動的一維模型及基本方程119
4.1.1一維流動模型119
4.1.2無粘性流體一維流動的基本方程120

4.2不可壓縮流體的伯努利方程及其套用126
4.2.1無粘性流體運動方程的簡化126
4.2.2定常流動的伯努利積分127
4.2.3伯努利方程的物理意義和幾何意義129
4.2.4伯努利方程的基本套用130
4.2.5伯努利方程的推廣套用135
4.2.6非定常流動中的伯努利方程139
4.2.7非慣性坐標系中的伯努利方程141

4.3動量定理及其套用144
4.3.1動量方程及其簡化144
4.3.2動量方程的套用145
4.3.3軸流式渦輪機的歐拉方程147
4.3.4非慣性坐標系中的動量定理150

4.4動量矩定理及其套用152
4.4.1積分形式的動量矩方程152
4.4.2徑流式渦輪機的歐拉方程153
4.4.3非慣性坐標系中的動量矩定理及其套用154
習題156

第5章無粘性流體的平面二維流動163
5.1流體的有旋運動和無旋運動163

5.2渦線、渦管、渦束、渦通量166

5.3速度環量、斯托克斯定理168

5.4無粘性流體蘭姆葛羅米柯型微分方程及套用171

5.5歐拉積分式和伯努利積分、伯努利方程173

5.6湯姆孫定理、亥姆霍茲旋渦定理176
5.6.1湯姆孫定理1765.6.2亥姆霍茲旋渦定理178

5.7有勢流動、速度勢函式、流函式、流網179
5.7.1有勢流動和速度勢函式179
5.7.2流函式與流網183

5.8不可壓縮平面二維無旋基本流動187
5.8.1均勻直線流動（平行流）188
5.8.2點源和點匯189
5.8.3渦流和點渦190

5.9簡單的平面無旋流動的疊加194

5.10無環量繞圓柱體的不可壓縮二維無旋流動201

5.11有環量繞圓柱體的不可壓縮二維無旋流動205

5.12不可壓縮流體繞流平面葉型的庫塔儒可夫斯基升力定理209
習題212

第6章粘性不可壓縮流體的一維流動215
6.1量綱數為1的NS方程及流動相似律215
6.1.1量綱數為1的NS方程215
6.1.2量綱為1的參數216
6.1.3流動相似律217

6.2粘性流體運動的兩種流態——層流和湍流218
6.2.1雷諾實驗218
6.2.2湍流的一般定義和描述220
6.2.3湍流的統計平均220
6.2.4不可壓縮湍流平均運動的基本方程222

6.3圓管中的充分發展層流與湍流223
6.3.1圓管中的層流223
6.3.2圓管中的湍流227

6.4管流的沿程壓力損失和局部阻力損失235
6.4.1沿程壓力損失2356.4.2局部阻力損失239

6.5粘性總流的伯努利方程及其套用244
6.5.1粘性總流的伯努利方程244
6.5.2伯努利方程的套用247
6.5.3沿程有能量輸入或輸出的伯努利方程249

6.6管路的水力計算250
6.6.1短管251
6.6.2長管255

6.7縫隙中的流動262
6.7.1平行平板間縫隙流動262
6.7.2圓柱環形縫隙流動265
6.7.3傾斜平板間縫隙流動267
6.7.4圓錐縫隙流動270
6.7.5平行圓盤縫隙流動271

6.8孔口出流274
6.8.1孔口出流的分類和基本特徵274
6.8.2薄壁孔口自由出流276
6.8.3薄壁孔口淹沒出流278
6.8.4厚壁孔口自由出流280
6.8.5節流氣穴與汽蝕283
習題284

第7章粘性流體層流的基本運動291
7.1NS方程的小雷諾數近似解291
7.1.1斯托克斯方程291
7.1.2繞圓球小雷諾數流動的斯托克斯解292
7.1.3繞圓球小雷諾數流動的奧辛解295

7.2兩平行平板間的二維流動297
7.2.1二維泊肅葉流297
7.2.2純剪下流298
7.2.3二維庫特流298

7.3附壁面流動邊界層的基本概念與特徵量299

7.4不可壓縮二維層流邊界層微分方程300

7.5不可壓縮二維邊界層的動量積分關係式302
7.5.1位移厚度302
7.5.2動量損失厚度303
7.5.3能量損失厚度304
7.5.4卡門動量積分方程304

7.6定常不可壓縮二維層流邊界層的布拉修斯相似性解306

7.7可壓縮層流邊界層310
7.7.1可壓縮二維層流邊界層方程310
7.7.2完全氣體定常可壓縮二維層流邊界層的相似性解311
7.7.3可壓縮二維邊界層的積分關係式312
習題314

第8章粘性流體湍流的基本運動316
8.1湍流的模式理論316
8.1.1湍流模式建立的依據317
8.1.2一階封閉模式318
8.1.3雷諾應力模式321
8.1.4代數應力模式323
8.1.5二方程模式324
8.1.6雙尺度模式325
8.1.7一方程模式325
8.1.8各種模式的比較326

8.2二維邊界層326
8.2.1湍流邊界層的結構326
8.2.2二維湍流邊界層方程329
8.2.3邊界層的轉捩過程330
8.2.4影響邊界層轉捩的幾個因素333
8.2.5轉捩位置的預測333
8.2.6層流邊界層分離334
8.2.7湍流邊界層分離335
8.2.8邊界層分離後的再附337

8.3平板不可壓縮二維湍流和混合邊界層的近似計算338
8.3.1定常不可壓縮二維湍流邊界層的動量積分關係式解法338
8.3.2平板不可壓縮二維層流湍流混合邊界層的近似計算343

8.4繞圓柱體的不可壓縮二維流動344
8.4.1繞圓柱體不可壓二維邊界層344
8.4.2繞圓柱流場與Re數的關係347

8.5湍尾流場348

8.6可壓縮二維湍流邊界層方程352

8.7繞流阻力與邊界層控制353
8.7.1繞流阻力353
8.7.2邊界層控制354
習題355

第9章氣體動力學基礎357
9.1壓力波的傳播、聲速357

9.2運動點擾源產生的擾動場、馬赫數與馬赫角360

9.3可壓縮流體運動的三種參考狀態361

9.4可壓縮流體一維定常等熵流動的伯努利方程及其套用362
9.4.1一維定常等熵流動的基本方程363
9.4.2一維定常等熵流動的伯努利方程及其套用——噴管365

9.5流動通道中兩個不同截面上參數變化與馬赫數的關係369
9.5.1任意兩截面間同名參數比與馬赫數的關係369
9.5.2任意截面上的參數與臨界參數、滯止參數之間的關係及其速度係數λ371

9.6不可壓縮流體伯努利方程的套用範圍374

9.7正激波3759.7.1正激波的形成機理、傳播速度及藍金許貢紐公式376
9.7.2正激波前、後氣流參數的關係378

9.8超聲速氣流繞流外凸或內凹固壁面的流動382
9.8.1膨脹波382
9.8.2微弱壓縮波383

9.9斜激波384
9.9.1斜激波的形成384
9.9.2斜激波前、後氣流參數的關係385
9.9.3超聲速氣流折轉角δ和斜激波角β的關係388

9.10超聲速噴管在非設計工況下的流動分析390
附錄Ⅲ氣體動力函式表392
附錄Ⅳ正激波表394
習題400

第10章兩相流動基礎403
10.1氣液兩相流動的參數及其意義403
10.1.1氣液兩相流動的參數404
10.1.2氣液兩相流動的流型408

10.2氣液兩相流動的均流模型與分流模型412
10.2.1氣液兩相流動的均流模型412
10.2.2兩相流動的分流模型415

10.3氣液兩相流動中摩擦阻力、局部阻力及真實含氣率的計算418
10.3.1氣液兩相流動中摩擦阻力的計算418
10.3.2氣液兩相流動中真實含氣率的計算427
10.3.3氣液兩相流動的局部阻力431

10.4固定床氣固兩相流的基本原理435
10.4.1床層結構參數435
10.4.2床層阻力436

10.5流化床氣固兩相流的基本原理438
10.5.1流化現象438
10.5.2臨界流化速度和流化床的壓降439

10.6懸浮狀氣固兩相流的基本原理441
習題442目錄ⅩⅦ

第11章流體力學實驗基礎444
11.1相似理論和量綱分析444
11.1.1相似理論444
11.1.2量綱分析449

11.2流體力學實驗設備簡介453
11.2.1風洞的功能與分類453
11.2.2低速風洞454
11.2.3超聲速風洞459
11.2.4水流循環系統462

11.3流動參數測量462
11.3.1壓力的測量462
11.3.2流速的測量468
11.3.3流量的測量471

11.4流動顯示技術476
11.4.1常規流動顯示476
11.4.2粒子圖像測速技術479
習題483

第12章計算流體力學基礎484
12.1計算流體力學概述484

12.2有限差分法486
12.2.1有限差分法概念486
12.2.2相容性、收斂性和穩定性488

12.3模型方程的差分格式490
12.3.1波動方程490
12.3.2熱傳導方程491
12.3.3無粘性伯格斯方程492

12.4馮·諾伊曼穩定性分析法和其他著名的差分格式492

12.5穩定性分析的其他方法和修正方程的概念495

12.6二維、三維模型方程的差分格式497

12.7無旋流動的差分計算方法499
12.7.1高斯塞德爾疊代法499
12.7.2線疊代法500
12.7.3等步長點疊代法501

12.8二維不可壓縮粘性流動渦量流函式法502
12.8.1格線設計505
12.8.2程式框圖506

12.9平板邊界層方程的差分解法507

12.10NS方程的有限差分法508
12.10.1壓強校正法510
12.10.2投影法和人工壓縮性法514
12.10.3哈羅泊松方程法和非交錯格線下的套用517
12.10.4BeamWarming差分格式518

12.11非結構格線有限體積法519
12.11.1非結構格線的幾何描述520
12.11.2擴散方程的離散格式520
12.11.3對流擴散方程的離散格式522
12.11.4流動方程組的離散格式523
習題525習題答案527
中英文人名對照表538
參考文獻540

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