本書是“十三五”普通高等教育本科規(guī)劃教材。全書共有11章。包括概論，流體靜力學(xué)，流體運(yùn)動(dòng)學(xué)，理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流，實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，流動(dòng)阻力和能量損失，孔口管嘴管路流動(dòng)，因次分析和相似原理，氣體射流，邊界層理論基礎(chǔ)和繞流運(yùn)動(dòng)，一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。書末附有習(xí)題參考答案。
本書結(jié)合環(huán)境、能源與動(dòng)力等專業(yè)需要，基于工程流體力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法，建立了一套符合系統(tǒng)性和邏輯性的學(xué)科知識(shí)體系。注重基礎(chǔ)理論和能力的培養(yǎng)，邏輯縝密，思路清晰，概念明確，方法易懂。
本書是“十三五”普通高等教育本科規(guī)劃教材。本書可作為高等學(xué)校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、能源與動(dòng)力工程等專業(yè)本科生多學(xué)時(shí)的流體力學(xué)教材,也可作為機(jī)械工程、土木工程、交通、給排水等其他專業(yè)的教材或教學(xué)參考書,并供有關(guān)專業(yè)技術(shù)或科研人員參考。本書結(jié)合專業(yè)需要,基于工程流體力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法,建立了一套更加符合系統(tǒng)性和邏輯性的學(xué)科知識(shí)體系。全書共有11章。包括概論,流體靜力學(xué),流體運(yùn)動(dòng)學(xué),理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流,實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ),流動(dòng)阻力和能量損失,孔口管嘴管路流動(dòng),因次分析和相似原理,氣體射流,邊界層理論基礎(chǔ)和繞流運(yùn)動(dòng),一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。書末附有習(xí)題參考答案。
在編寫過程中,編者注重基礎(chǔ)理論和能力的培養(yǎng),力求邏輯縝密,思路清晰,概念明確,方法易懂。各章均配有一定量的例題和習(xí)題,以加深和鞏固對(duì)基本理論的理解,提高計(jì)算技能以及分析問題和解決問題的能力。
本書由青島理工大學(xué)武桂芝主編,李冬桂副主編。參加編寫的有:青島理工大學(xué)武桂芝(第5~7、11章),青島理工大學(xué)李冬桂(第2、10章),青島理工大學(xué)武周虎(第1章),青島理工大學(xué)趙小二(第3、8章),青島理工大學(xué)張成(第4、9章)。
限于編者水平,書中難免有疏漏和不足之處,懇請(qǐng)讀者及專家批評(píng)指正。
編者
2019年11月
武桂芝，女，1974年11月出生，河南商丘人，青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院副教授，碩導(dǎo)。2010年在中國海洋大學(xué)獲得環(huán)境工程專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位。主要從事水資源利用與保護(hù)、水環(huán)境模擬、地下水污染控制等方面的研究，從事流體力學(xué)系列課程的教學(xué)工作。主持國家自然科學(xué)基金、青島市科技支撐計(jì)劃、青島理工大學(xué)教改等多項(xiàng)科研和教改項(xiàng)目，發(fā)表學(xué)術(shù)論文多篇。
前言
第1章 概論……………………………………………………………………………………… 1
§1-1 流體力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史………………………………………………………………… 1
§1-2 作用在流體上的力………………………………………………………………… 3
§1-3 流體的主要物理性質(zhì)……………………………………………………………… 5
§1-4 流體的力學(xué)模型………………………………………………………………… 12
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 13
第2章 流體靜力學(xué)…………………………………………………………………………… 15
§2-1 流體靜壓強(qiáng)特性………………………………………………………………… 15
§2-2 流體的平衡微分方程———?dú)W拉平衡微分方程………………………………… 16
§2-3 流體靜力學(xué)基本方程…………………………………………………………… 18
§2-4 液體的相對(duì)平衡………………………………………………………………… 24
§2-5 作用在平面上的液體總壓力…………………………………………………… 26
§2-6 作用在曲面上的液體總壓力…………………………………………………… 30
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 33
第3章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)…………………………………………………………………………… 39
§3-1 描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法……………………………………………………… 39
§3-2 歐拉法描述流體運(yùn)動(dòng)的基本概念……………………………………………… 45
§3-3 流體運(yùn)動(dòng)的類型………………………………………………………………… 46
§3-4 流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程………………………………………………………… 48
§3-5 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的基本形式……………………………………………………… 51
§3-6 無旋流和有旋流………………………………………………………………… 57
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 63
第4章 理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流………………………………………………………… 65
§4-1 理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程———?dú)W拉運(yùn)動(dòng)微分方程…………………………… 65
§4-2 理想流體元流的伯努利方程…………………………………………………… 70
§4-3 恒定平面勢(shì)流…………………………………………………………………… 73
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 95
第5章 實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)………………………………………………………………… 97
§5-1 實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)微分方程———納維斯托克斯方程…………………………… 97
§5-2 實(shí)際流體元流的伯努利方程…………………………………………………… 103
§5-3 實(shí)際流體總流的伯努利方程…………………………………………………… 104
§5-4 不可壓縮氣體的伯努利方程…………………………………………………… 114
§5-5 總流的動(dòng)量方程………………………………………………………………… 118
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 122
第6章 流動(dòng)阻力和能量損失………………………………………………………………… 127
§6-1 流體的兩種流動(dòng)形態(tài)———層流和紊流………………………………………… 127
§6-2 恒定均勻流基本方程…………………………………………………………… 130
§6-3 層流沿程損失…………………………………………………………………… 132
§6-4 紊流理論基礎(chǔ)…………………………………………………………………… 134
§6-5 紊流沿程損失…………………………………………………………………… 144
§6-6 局部損失………………………………………………………………………… 154
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 161
第7章 孔口管嘴管路流動(dòng)…………………………………………………………………… 165
§7-1 孔口出流………………………………………………………………………… 165
§7-2 管嘴出流………………………………………………………………………… 170
§7-3 簡(jiǎn)單管路………………………………………………………………………… 173
§7-4 管路的串聯(lián)與并聯(lián)……………………………………………………………… 177
§7-5 管網(wǎng)計(jì)算基礎(chǔ)…………………………………………………………………… 179
§7-6 有壓管中的水擊………………………………………………………………… 183
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 186
第8章 因次分析和相似原理………………………………………………………………… 190
§8-1 因次分析法……………………………………………………………………… 190
§8-2 力學(xué)相似性原理………………………………………………………………… 193
§8-3 相似準(zhǔn)數(shù)………………………………………………………………………… 195
§8-4 模型律…………………………………………………………………………… 199
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 203
第9章 氣體射流……………………………………………………………………………… 205
§9-1 無限空間淹沒紊流射流的特征………………………………………………… 205
§9-2 圓斷面射流的運(yùn)動(dòng)分析律……………………………………………………… 209
§9-3 平面射流………………………………………………………………………… 214
§9-4 溫差或濃差射流………………………………………………………………… 215
*§9-5 有限空間射流…………………………………………………………………… 220
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 223
第10章 邊界層理論基礎(chǔ)和繞流運(yùn)動(dòng)……………………………………………………… 225
§10-1 邊界層的基本概念…………………………………………………………… 225
*§10-2 邊界層微分方程———普朗特邊界層方程…………………………………… 227
§10-3 邊界層的動(dòng)量積分方程……………………………………………………… 231
§10-4 平板上邊界層的分析和計(jì)算………………………………………………… 232
§10-5 邊界層的分離現(xiàn)象和卡門渦街……………………………………………… 239
注:*為選學(xué)章節(jié)。
§10-6 繞流運(yùn)動(dòng)……………………………………………………………………… 241
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 247
第11章 一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)……………………………………………………………… 249
§11-1 理想氣體一元恒定流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程………………………………………… 249
§11-2 聲速、滯止參數(shù)、馬赫數(shù)…………………………………………………… 253
§11-3 氣體一元恒定流動(dòng)的連續(xù)性方程…………………………………………… 258
§11-4 等溫管流……………………………………………………………………… 260
§11-5 絕熱管流……………………………………………………………………… 264
習(xí)題………………………………………………………………………………………… 267
習(xí)題參考答案…………………………………………………………………………………… 269
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………… 276
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