工程流體力學(xué)

前言

　　中國(guó)水利水電出版社教育出版分社于2008年制定了“21世紀(jì)高等學(xué)校精品規(guī)劃教材”建設(shè)規(guī)劃。本教材是該建設(shè)規(guī)劃的系列教材之一，根據(jù)全國(guó)高校能源動(dòng)力學(xué)科的教學(xué)計(jì)劃和課程設(shè)置要求編寫。　　本教材以能源動(dòng)力類專業(yè)的教學(xué)需要為主線，兼顧其他相近專業(yè)的教學(xué)需要。教材全書共10章，分為基礎(chǔ)篇和應(yīng)用篇兩大部分。基礎(chǔ)篇包括：流體及其物理性質(zhì)，流體靜力學(xué)，流體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)，流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，量綱分析與相似原理。應(yīng)用篇包括：不可壓縮流體的理想流動(dòng)，不可壓縮粘性流體的內(nèi)部流動(dòng)，不可壓縮粘性流體的外部流動(dòng)，可壓縮流體的流動(dòng)，管路水力計(jì)算?！　×黧w力學(xué)是能源動(dòng)力類專業(yè)一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其基本理論多、概念抽象、公式繁多且推導(dǎo)復(fù)雜。本教材在編寫上力圖滿足應(yīng)用型本科專業(yè)的教學(xué)要求，內(nèi)容的選取與組織上體現(xiàn)了理論與應(yīng)用并重，突出了理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)化了實(shí)踐的應(yīng)用，并加入了流體力學(xué)最新發(fā)展的一些介紹。為便于學(xué)生的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，每章都附有本章小結(jié)。每章習(xí)題均貼近書中內(nèi)容。　　本書由湖南大學(xué)楊小龍編寫緒論、第1章、第5章；長(zhǎng)春工程學(xué)院孫石編寫第2章、第9章；山西大學(xué)高紅斌編寫第7章、第10章，楊春編寫第4章、第8章及附錄；中南林業(yè)科技大學(xué)楊輝編寫第3章、第6章。楊小龍、孫石任主編?！　∠抻谧髡咚剑瑫须y免存在不足和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者和專家指正。

內(nèi)容概要

　　本書是供工科大學(xué)使用的流體力學(xué)教材，系統(tǒng)地介紹了工程流體力學(xué)的基本知識(shí)、基本定理及其在工程上的應(yīng)用，力求以簡(jiǎn)單、清晰但又不使用復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的方式來(lái)講述流體力學(xué)概念、基本理論和分析方法。其主要內(nèi)容有流體及其物理性質(zhì)、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)、流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、量綱分析與相似原理、不可壓縮流體的理想流動(dòng)、不可壓縮粘性流體的內(nèi)部流動(dòng)、不可壓縮粘性流體的外部流動(dòng)、可壓縮流體的流動(dòng)、管路水力計(jì)算。每章均附有例題、小結(jié)和習(xí)題供選用。　　本書可作為熱能與動(dòng)力工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、水利水電工程、化學(xué)工程與工藝等專業(yè)本科生、研究生教材，也可作為各相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言符號(hào)表緒論0.1 流體力學(xué)研究的內(nèi)容和方法0.2 流體力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史0.3 流體力學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)中的應(yīng)用0.4 如何學(xué)好本課程基礎(chǔ)篇第1章 流體及其物理性質(zhì)1.1 流體的定義和特征1.2 流體的連續(xù)介質(zhì)模型1.3 流體的密度、比體積和相對(duì)密度1.4 流體的壓縮性和膨脹性1.5 流體的粘性1.6 表面張力和毛細(xì)現(xiàn)象本章小結(jié)習(xí)題第2章 流體靜力學(xué)2.1 作用在流體上的力2.2 流體平衡微分方程式2.3 流體靜力學(xué)基本方程式2.4 液柱式測(cè)壓計(jì)2.5 流體在非慣性坐標(biāo)系中的相對(duì)平衡2.6 靜止流體對(duì)壁面的壓力本章小結(jié)習(xí)題第3章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)3.1 流場(chǎng)及其描述方法3.2 流體運(yùn)動(dòng)的基本概念3.3 粘性流體的流動(dòng)形態(tài)3.4 流體的流動(dòng)狀態(tài)本章小結(jié)習(xí)題第4章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4.1 系統(tǒng)與控制體4.2 輸運(yùn)公式4.3 流體流動(dòng)的連續(xù)性方程4.4 理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程4.5 理想流體微元流束的伯努利方程4.6 伯努利(Bernoulli)方程的應(yīng)用4.7 動(dòng)量方程4.8 動(dòng)量矩方程4.9 實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)微分方程本章小結(jié)習(xí)題第5章 量綱分析與相似原理5.1 量綱分析5.2 相似的概念5.3 相似原理及相似準(zhǔn)則數(shù)5.4 近似?；瘜?shí)驗(yàn)本章小結(jié)習(xí)題應(yīng)用篇第6章 不可壓縮流體的理想流動(dòng)6.1 理想流體的有旋流動(dòng)6.2 速度勢(shì)、流函數(shù)、流網(wǎng)6.3 基本平面勢(shì)流6.4 基本平面勢(shì)流的疊加本章小結(jié)習(xí)題第7章 不可壓縮粘性流體的內(nèi)部流動(dòng)7.1 管內(nèi)流動(dòng)的能量損失7.2 流動(dòng)阻力7.3 圓管內(nèi)層流7.4 平板間的層流7.5 管內(nèi)湍流7.6 沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)本章小結(jié)習(xí)題第8章 不可壓縮粘性流體的外部流動(dòng)8.1 邊界層8.2 邊界層的動(dòng)量積分方程8.3 繞平板流動(dòng)邊界層的近似計(jì)算8.4 繞曲面流動(dòng)及邊界層的分離8.5 繞流阻力及升力本章小結(jié)習(xí)題第9章 可壓縮流體的流動(dòng)9.1 氣體動(dòng)力學(xué)基本方程組9.2 音速與馬赫數(shù)9.3 微弱擾動(dòng)波在空間流場(chǎng)中的傳播9.4 氣體一維定常等熵流動(dòng)9.5 氣流參數(shù)與通道面積的關(guān)系9.6 膨脹波的形成及其特點(diǎn)9.7 E沖波的形成及其前后氣流參數(shù)的關(guān)系9.8 斜沖波的形成及其前后氣流參數(shù)的關(guān)系本章小結(jié)習(xí)題第10章 管路水力計(jì)算10.1 水力計(jì)算概述及簡(jiǎn)單管路10.2 管路的串聯(lián)與并聯(lián)10.3 管網(wǎng)10.4 管路性能曲線10.5 水擊現(xiàn)象本章小結(jié)習(xí)題附錄1中英文人名對(duì)照表附錄2流體力學(xué)詞匯(部分)英漢對(duì)照表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　流體力學(xué)是研究流體的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體與周圍物體之間相互作用的一門科學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)重要分支。流體力學(xué)研究的對(duì)象包括液體和氣體，它們統(tǒng)稱為流體。在人們的生活和生產(chǎn)活動(dòng)中隨時(shí)隨地都可遇到流體，大氣和水是最常見(jiàn)的兩種流體。大氣包圍著整個(gè)地球，地球表面的70％是水。大氣運(yùn)動(dòng)（包括信風(fēng)、季風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)等）、海水運(yùn)動(dòng)（包括波浪、潮汐、表面洋流、深層環(huán)流等）乃至地球深處熔漿的流動(dòng)都是流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容。　　流體力學(xué)的基本任務(wù)在于建立描述流體運(yùn)動(dòng)的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時(shí)速度、壓強(qiáng)的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計(jì)算方法，并解決流體和限制其流動(dòng)的固體壁之間的相互作用問(wèn)題。流體、運(yùn)動(dòng)和力（能量）是構(gòu)成流體力學(xué)的三個(gè)基本要素?！　×黧w力學(xué)基礎(chǔ)理論一般可分為三部分：靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)。靜力學(xué)主要研究流體處于靜止或相對(duì)平衡狀態(tài)下，各種作用在流體上的力之間的關(guān)系，是關(guān)于液體平衡的規(guī)律；運(yùn)動(dòng)學(xué)主要從幾何學(xué)觀點(diǎn)研究流體運(yùn)動(dòng)所遵循的規(guī)律，而不考慮流體受力和能量損失；動(dòng)力學(xué)主要研究在流體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生和施加在流體上的力和流體運(yùn)動(dòng)速度與加速度之間的關(guān)系。按對(duì)流體力學(xué)研究方法的不同，流體力學(xué)又可分為理論流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)三種。理論流體力學(xué)主要采用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推理方法，力求準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性，尋求流體運(yùn)動(dòng)的普遍解；實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)將實(shí)際流動(dòng)問(wèn)題概括為相似的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，在?shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象、測(cè)定數(shù)據(jù)并進(jìn)而按照一定方法推測(cè)實(shí)際結(jié)果；計(jì)算流體力學(xué)是隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種方法，其基本原理則是利用各種數(shù)值方法編制計(jì)算機(jī)程序近似求解流體控制方程，獲得空間和時(shí)間離散位置處的數(shù)值解，從而揭示流動(dòng)的物理規(guī)律。　　流體力學(xué)是一門基礎(chǔ)性很強(qiáng)和應(yīng)用性很廣的學(xué)科，在實(shí)際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學(xué)一直起著十分重要的作用。無(wú)論是水利工程、動(dòng)力工程、航天工程，還是化學(xué)工程、機(jī)械工程等都在日益廣泛的應(yīng)用著流體力學(xué)。就某種意義而言，也正是在流體力學(xué)的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進(jìn)了這些部門的大力發(fā)展。不同工程技術(shù)領(lǐng)域的流體力學(xué)問(wèn)題有各自不同的特點(diǎn)，概括起來(lái)主要有三種不同流動(dòng)形式：一是有壓管流，如流體在管道中的流動(dòng)；二是繞流，如流體在流體機(jī)械中繞過(guò)翼型的流動(dòng)；三是射流，如流體從孔口或管嘴噴出的流動(dòng)。　　一般的人們把側(cè)重于工程應(yīng)用的流體力學(xué)稱為工程流體力學(xué)。從學(xué)科的角度來(lái)看，工程流體力學(xué)是介乎基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù)之間的一門技術(shù)科學(xué)。

圖書封面

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