第0章 緒論 1
0.1 流體力學定義與分類 1
0.2 流體力學的發(fā)展 2
0.3 流體質(zhì)點與連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 4
0.4 流體的基本物理量和力學性質(zhì) 5
0.5 流體的黏性 7
0.5.1 牛頓內(nèi)摩擦定律 7
0.5.2 黏性系數(shù) 7
0.5.3 速度梯度 8
0.5.4 流體的分類 9
0.5.5 流體的邊界條件 10
0.6 作用在流體上的力 11
0.6.1 質(zhì)量力 12
0.6.2 表面力 12
習題0 13

第1章 流體力學的數(shù)學基礎(chǔ) 15
1.1 張量與場 15
1.2 張量指標和張量基本運算 16
1.2.1 張量指標 16
1.2.2 向量運算的常用公式 17
1.2.3 向量分量的坐標轉(zhuǎn)換 18
1.2.4 二階張量及其基本運算 18
1.3 標量場的梯度 19
1.3.1 方向?qū)��?shù) 19
1.3.2 梯度 19
1.3.3 梯度的性質(zhì)及應用 20
1.3.4 哈密爾頓算子的運算公式 20
1.4 向量場的散度 21
1.5 向量場的旋度 22
1.6 正交曲線坐標系 24
習題1 26

第2章 流體靜力學 27
2.1 流體靜止的特征 27
2.2 靜止流體的平衡微分方程 27
2.3 靜力學基本方程及其應用 28
2.3.1 靜力學基本方程 29
2.3.2 壓力的表示和壓力的單位 29
2.3.3 靜力學基本方程的應用 30
2.4 非慣性系中的靜力學方程 30
2.4.1 等加速直線運動的非慣性系 31
2.4.2 等角速度旋轉(zhuǎn)的非慣性系 31
2.5 靜止流體對物體的作用力 32
2.5.1 靜止流體對平壁面的作用力 32
2.5.2 靜止流體對圓柱壁面的作用力 34
2.5.3 靜止流體對任意曲面的作用力 37
2.6 浮力與穩(wěn)定性 37
習題2 38

第3章 流體運動學 40
3.1 流動觀察實驗 40
3.1.1 雷諾實驗 40
3.1.2 煙風洞實驗 41
3.1.3 卡門渦街實驗 42
3.2 描述流體運動的方法 42
3.2.1 拉格朗日法 42
3.2.2 歐拉法 43
3.2.3 拉格朗日法和歐拉法的相互轉(zhuǎn)換 43
3.3 質(zhì)點導數(shù) 44
3.4 跡線和流線 46
3.5 描述流體運動的基本概念 48
習題3 50

第4章 流體動力學基本方程及其應用 51
4.1 輸運方程 51
4.1.1 系統(tǒng)和控制體 51
4.1.2 系統(tǒng)導數(shù)與輸運方程 51
4.1.3 系統(tǒng)上的守恒定律 52
4.2 連續(xù)方程 53
4.2.1 積分形式的連續(xù)方程 53
4.2.2 微分形式的連續(xù)方程 54
4.3 積分形式的動量方程 55
4.4 動量矩方程 56
4.5 理想流體的歐拉運動微分方程 58
4.6 伯努利方程 60
4.6.1 定常流動的伯努利方程 60
4.6.2 無旋非定常流動的伯努利方程 62
4.6.3 動坐標系中的伯努利方程 62
4.6.4 伯努利方程的應用 63
4.7 積分形式方程的綜合應用 67
4.8 微分形式的動量方程 69
4.8.1 應力形式的微分方程 70
4.8.2 本構(gòu)方程 70
4.8.3 N-S方程 71
4.8.4 N-S方程的應用 72
習題4 75

第5章 相似理論 78
5.1 力學相似 78
5.2 動力相似準則 80
5.2.1 合力相似與牛頓數(shù) 80
5.2.2 黏性力相似與雷諾數(shù) 81
5.2.3 重力相似與弗勞德數(shù) 81
5.2.4 局部慣性力相似與斯特羅哈數(shù) 82
5.2.5 壓力相似與歐拉數(shù) 83
5.2.6 彈性力相似與柯西數(shù) 83
5.3 相似準則數(shù)和相似條件 84
5.4 量綱分析法 85
5.4.1 量綱與量綱分析 85
5.4.2 量綱分析法基本定理 86
5.4.3 量綱分析法的應用 88
習題5 90

第6章 管道中的黏性流動 92
6.1 管道流動的基本概念 92
6.2 圓管層流 94
6.2.1 速度分布 94
6.2.2 圓管層流的特征 95
6.2.3 沿程損失系數(shù) 96
6.3 湍流基本理論 97
6.3.1 湍流及其運動特征 97
6.3.2 湍流雷諾方程 98
6.3.3 普朗特混合長度理論 100
6.4 圓管湍流及其速度分布 101
6.4.1 圓管湍流的基本概念 101
6.4.2 圓管湍流的速度分布 102
6.5 圓管流動的摩擦阻力系數(shù) 106
6.5.1 尼古拉茲實驗曲線 106
6.5.2 莫迪圖 108
6.5.3 非圓形截面管道沿程損失的計算 109
6.6 管路計算 110
6.6.1 局部損失系數(shù) 110
6.6.2 管路問題 113
6.6.3 管路類型 115
習題6 117

第7章 漩渦運動基本理論 119
7.1 流體微團的運動分析 119
7.1.1 亥姆霍茲速度分解定理 119
7.1.2 流體微團運動的幾何分析 120
7.2 有旋運動 123
7.2.1 亥姆霍茲方程 124
7.2.2 漩渦擴散方程 125
7.2.3 黏性流動的基本特征 125
7.3 漩渦運動的基本概念與定理 125
7.4 渦線的誘導速度與點渦場 129
習題7 131

第8章 勢流理論 133
8.1 速度勢、流函數(shù)和復勢 133
8.1.1 無旋場的速度勢 133
8.1.2 二維流場的流函數(shù) 134
8.1.3 復平面、復勢和復速度 136
8.2 勢流問題 138
8.3 奇點疊加法 139
8.3.1 均勻流 139
8.3.2 平面點源 140
8.3.3 平面偶極 141
8.3.4 平面點渦 142
8.3.5 奇點疊加法的應用 143
8.4 圓柱繞流 144
8.4.1 圓柱無環(huán)量的繞流 144
8.4.2 圓柱有環(huán)量的繞流 147
8.5 平面勢流的保角變化法 150
8.5.1 保角變換與流動關(guān)系 150
8.5.2 常用的幾種保角變換 151
8.5.3 平板有攻角的繞流 152
8.6 奇點映像法 156
8.6.1 平壁面映像 156
8.6.2 圓柱壁面映像 157
8.7 空間勢流問題 158
8.7.1 空間勢流的基本解 158
8.7.2 空間均勻流與偶極的疊加 160
8.7.3 圓球的定常繞流 161
8.8 物體的非定常繞流162
8.8.1 相對運動和絕對運動 162
8.8.2 速度勢和單位速度勢 163
8.8.3 圓球的非定常繞流 164
8.9 附加慣性力與附加質(zhì)量 166
習題8 168

第9章 波浪理論 170
9.1 平面波 170
9.2 波浪的基本方程和邊界條件 171
9.3 平面駐波 173
9.3.1 有限水深平面駐波的解 173
9.3.2 平面駐波的運動特征 175
9.3.3 無限水深的平面駐波 176
9.4 平面進行波 177
9.4.1 波形和波速 177
9.4.2 質(zhì)點的運動速度和軌跡 178
9.4.3 壓力分布 180
9.5 波群與波能轉(zhuǎn)移 181
9.6 船行波與興波阻力 183
習題9 185

第10章 邊界層理論 186
10.1 邊界層概念 186
10.1.1 邊界層思想 186
10.1.2 邊界層厚度 187
10.1.3 邊界層特征 189
10.2 邊界層微分方程 189
10.2.1 普朗特邊界層微分方程 189
10.2.2 邊界層微分方程的近似推廣 191
10.3 平板層流邊界層的布拉休斯解 192
10.3.1 布拉休斯解 192
10.3.2 平板層流邊界層的特征 195
10.3.3 布拉休斯解的特點 196
10.4 動量積分方程及應用 197
10.4.1 邊界層動量積分方程 197
10.4.2 平板層流邊界層 199
10.4.3 平板湍流邊界層 201
10.4.4 平板混合邊界層 204
10.5 邊界層流動的分離205
10.5.1 邊界層的分離 206
10.5.2 物體的繞流阻力 208
10.5.3 邊界層分離的控制 208
10.6 圓柱和圓球的繞流阻力 210
習題10 212

參考文獻 214