流體力學(xué)

內(nèi)容概要

齊清蘭、霍倩主編的《流體力學(xué)》是根據(jù)高等院校土建類各相關(guān)專業(yè)
50學(xué)時(shí)流體力學(xué)課程教學(xué)基本要求而編寫的。全書共分十章，系統(tǒng)地闡述了流體靜力學(xué)和流體動力學(xué)基礎(chǔ)理論，流動阻力及能量損失，孔口、管嘴出流和有壓管路，明渠均勻流和明渠非均勻流，堰流及閘孔出流，滲流，流體力學(xué)中非線性方程的求根問題等內(nèi)容。每章之前有導(dǎo)讀，正文之后有思考題、計(jì)算題。
齊清蘭、霍倩主編的《流體力學(xué)》可作為高等院校土建類各相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為水文地質(zhì)與工程地質(zhì)、水文與水資源等專業(yè)的參考教材和全國注冊土木工程師考試的參考書，也可供有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言
第一章  緒論
  第一節(jié)  概述
  第二節(jié)  流體的連續(xù)介質(zhì)模型
  第三節(jié)  流體的主要物理性質(zhì)
  第四節(jié)  作用在流體上的力
  思考題
  計(jì)算題
第二章  流體靜力學(xué)
  第一節(jié)  流體靜壓強(qiáng)及其特性
  第二節(jié)  重力作用下流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律
  第三節(jié)  測量壓強(qiáng)的儀器
  第四節(jié)  作用在平面上的靜水總壓力
  第五節(jié)  作用在曲面上的靜水總壓力
  思考題
  計(jì)算題
第三章  流體動力學(xué)
  第一節(jié)  描述流體運(yùn)動的兩種方法
  第二節(jié)  歐拉法的幾個(gè)基本概念
  第三節(jié)  恒定一元流連續(xù)性方程
  第四節(jié)  理想流體及實(shí)際流體恒定元流能量方程
  第五節(jié)  實(shí)際流體恒定總流能量方程
  第六節(jié)  總水頭線和測壓管水頭線的繪制
  第七節(jié)  恒定氣流能量方程
  第八節(jié)  恒定總流動量方程
  思考題
  計(jì)算題
第四章  流動阻力及能量損失
  第一節(jié)  能量損失的物理概念及其分類
  第二節(jié)  流體運(yùn)動的兩種形態(tài)
  第三節(jié)  均勻流沿程損失與切應(yīng)力的關(guān)系
  第四節(jié)  圓管中的層流運(yùn)動
  第五節(jié)  紊流運(yùn)動
  第六節(jié)  圓管中的紊流
  第七節(jié)  圓管中沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律及影響因素
  第八節(jié)  非圓管的沿程損失
  第九節(jié)  局部損失
  思考題
  計(jì)算題
第五章  孔口、管嘴出流和有壓管路
  第一節(jié)  液體經(jīng)薄壁孔口的恒定出流
  第二節(jié)  液體經(jīng)管嘴的恒定出流
  第三節(jié)  短管計(jì)算
  第四節(jié)  長管計(jì)算
  第五節(jié)  管網(wǎng)計(jì)算基礎(chǔ)
  思考題
  計(jì)算題
第六章  明渠均勻流
  第一節(jié)  概述
  第二節(jié)  明渠均勻流的計(jì)算公式
  第三節(jié)  明渠水力最優(yōu)斷面和允許流速
  第四節(jié)  明渠均勻流水力計(jì)算的基本問題
  第五節(jié)  無壓圓管均勻流的水力計(jì)算
  第六節(jié)  復(fù)式斷面渠道的水力計(jì)算
  思考題
  計(jì)算題
第七章  明渠非均勻流
  第一節(jié)  概述
  第二節(jié)  斷面單位能量和臨界水深
  第三節(jié)  緩流、急流、臨界流及其判別準(zhǔn)則
  第四節(jié)  水躍
  第五節(jié)  明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程
  第六節(jié)  棱柱形渠道恒定非均勻漸變流水面曲線的分析
  第七節(jié)  明渠水面曲線的計(jì)算
  思考題
  計(jì)算題
第八章  堰流及閘孔出流
  第一節(jié)  堰流的特點(diǎn)及其分類
  第二節(jié)  堰流的基本公式
  第三節(jié)  薄壁堰
  第四節(jié)  實(shí)用堰
  第五節(jié)  寬頂堰
  第六節(jié)  小橋孔徑的水力計(jì)算
  第七節(jié)  閘孔出流
  思考題
  計(jì)算題
第九章  滲流
  第一節(jié)  概述
  第二節(jié)  滲流基本定律
  第三節(jié)  地下水的均勻流和非均勻流
  第四節(jié)  井和集水廊道
  思考題
  計(jì)算題
*第十章  流體力學(xué)中非線性方程的求根問題
  第一節(jié)  非線性方程數(shù)值計(jì)算方法
  第二節(jié)  流體力學(xué)中的高次方程求解
  第三節(jié)  fzero函數(shù)求解廣義非線性方程的根
部分計(jì)算題答案
附錄
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   現(xiàn)在再來看看流體質(zhì)點(diǎn)沿圓柱面流動的情況： 在理想流體情況下，流體質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)流到C點(diǎn)，由于圓柱面的彎曲，流體被擠壓，流速沿程增加，壓強(qiáng)沿程減?。床糠謮耗苻D(zhuǎn)化為動能）。從C點(diǎn)到B點(diǎn)，由于圓柱面的彎曲，使流體轉(zhuǎn)為擴(kuò)散，流速逐漸減小，壓強(qiáng)逐漸增大（即部分動能轉(zhuǎn)化為壓能）。因?yàn)槔硐肓黧w是沒有黏滯性的，流體質(zhì)點(diǎn)沿圓柱面流動過程中只有動能與壓能的相互轉(zhuǎn)化，沒有能量損失。從A點(diǎn)到C點(diǎn)所獲得的動能則足以提高從C點(diǎn)到B點(diǎn)的壓能。因此，當(dāng)流體質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)到B點(diǎn)時(shí)，其流速與壓強(qiáng)仍保持A點(diǎn)時(shí)的數(shù)值。 對于實(shí)際的圓柱繞流流體，情況則完全不同。從A點(diǎn)到C點(diǎn)為增速降壓區(qū)，從C點(diǎn)到B點(diǎn)為降速增壓區(qū)，但實(shí)際流體是有黏滯性的，流體沿圓柱面流動時(shí)會損失一部分能量，所以從C點(diǎn)到B點(diǎn)時(shí)不可能同理想流體一樣有足夠的動能去恢復(fù)全部應(yīng)有的壓能，可能到一定位置，例如D點(diǎn)，流體質(zhì)點(diǎn)的動能已全部轉(zhuǎn)化為壓能，流速降低到零。以后繼續(xù)流來的質(zhì)點(diǎn)就要改變流向，減緩擴(kuò)散程度，使部分壓能轉(zhuǎn)化為動能，沿另一流線流去，這樣就使主流脫離了圓柱面，圓柱面后面的流體隨即填補(bǔ)主流所空出的區(qū)域，形成漩渦。這些漩渦隨流帶走，由于流體的黏滯作用，漩渦經(jīng)過一段距離后，逐漸消失。在漩渦區(qū)中，渦體（共同旋轉(zhuǎn)的質(zhì)點(diǎn)群）的形成、運(yùn)轉(zhuǎn)和分裂，以及流速分布改組過程中流體質(zhì)點(diǎn)相對運(yùn)動的加強(qiáng)，都使內(nèi)摩擦增加，產(chǎn)生較大的能量損失，這種由于固體邊界急劇改變而產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力，它引起的局部范圍之內(nèi)的能量損失稱為局部損失，常用hm表示。 對于氣體，局部損失用局部壓強(qiáng)損失Pm表示，pm與局部損失hm的關(guān)系為Pm=γhm。 在實(shí)際工程中產(chǎn)生漩渦區(qū)的情況是經(jīng)常遇到的，當(dāng)流體沿縱向邊界流動時(shí)，只要局部區(qū)域邊界的形狀或大小改變（如管道或河渠中的斷面突然擴(kuò)大或縮小，或流向有急劇變化），或有局部障礙（如管道中的閥門等），流體內(nèi)部結(jié)構(gòu)就要急劇調(diào)整，流速分布進(jìn)行改組，流線發(fā)生彎曲，并產(chǎn)生漩渦，在這些局部區(qū)域都有局部損失，如圖4—1—3所示。在有些局部區(qū)域邊界形狀及大小改變的情況下，流體內(nèi)部結(jié)構(gòu)在調(diào)整過程中，并不伴生漩渦，但是也會產(chǎn)生局部損失（如流線型的管道進(jìn)口、管道或河渠中斷面逐漸擴(kuò)大或縮小等），這是因?yàn)榱骶€發(fā)生彎曲，流速分布進(jìn)行改組的過程中，都會加劇流體質(zhì)點(diǎn)之間的相對運(yùn)動的緣故。

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