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第一章 绪论1

1.1 流体力学的范畴及其发展简史1

1.1.1 流体力学的范畴1

1.1.2 流体力学的发展简史2

1.2 作用在流体上的力4

1.2.1 质量力4

1.2.2 表面力5

1.3 流体的物理属性和力学特性5

1.3.1 易变形性5

1.3.2 密度和可压缩性6

1.3.3 黏性6

1.3.4 非牛顿流体9

1.3.5 表面张力10

1.4 流体力学模型14

1.4.1 连续介质模型14

1.4.2 理想流体模型15

1.4.3 不可压缩流体模型15

1.5 研究流体运动的基本方法16

1.5.1 理论分析法16

1.5.2 实验研究法16

1.5.3 数值计算法17

1.6 流体力学的新兴领域17

1.6.1 超临界流体17

1.6.2 超流体18

1.6.3 磁流体18

习题19

第二章 流体静力学20

2.1 压强及其性质20

2.2 压强的单位和计算21

2.2.1 压强的计算基准21

2.2.2 压强的单位22

2.2.3 液体静压强的计算22

2.3 作用于平面和曲面的液体压力24

2.3.1 作用于平面的液体压力24

2.3.2 作用于曲面的液体压力26

2.4 压强的测量28

2.4.1 液柱式测压计28

2.4.2 金属弹簧压力表30

2.4.3 压力传感器31

习题31

第三章 流体动力学基础33

3.1 流体运动的基本概念33

3.1.1 定常流动和非定常流动33

3.1.2 迹线和流线34

3.1.3 流管、流束和总流34

3.1.4 过流断面及水力半径35

3.1.5 过流断面的压强分布35

3.2 质量守恒36

3.3 动量守恒37

3.4 机械能守恒38

3.4.1 理想流体的机械能守恒38

3.4.2 实际流体管流的机械能衡算41

习题43

第四章 阻力损失及其计算45

4.1 沿程阻力损失和局部阻力损失45

4.2 流体流动形态46

4.2.1 层流和湍流46

4.2.2 雷诺数47

4.3 湍流的基本特征48

4.3.1 脉动速度和时均速度48

4.3.2 湍流强度49

4.3.3 湍流尺度49

4.3.4 湍流黏度50

4.4 黏性流体圆管中的层流运动50

4.5 黏性流体在圆管中的湍流流动52

4.5.1 边界层和黏性底层52

4.5.2 圆管湍流的速度分布53

4.6 沿程摩擦阻力系数计算55

4.6.1 沿程摩擦阻力系数计算公式55

4.6.2 摩擦系数曲线图56

4.6.3 非圆形管的当量直径56

4.7 局部阻力损失58

4.7.1 局部阻力损失的计算58

4.7.2 突然扩大与突然缩小58

4.8 管路计算61

4.8.1 简单管路61

4.8.2 复杂管路64

4.8.3 可压缩流体的管路计算67

习题71

第五章 不可压缩流体流动73

5.1 流体微团运动73

5.1.1 描述流体流动的两种方法73

5.1.2 流体微团运动74

5.2 连续性方程78

5.3 无旋流动79

5.4 有旋流动83

5.5 黏性流体的运动方程84

5.5.1 N-S方程的建立84

5.5.2 欧拉方程88

5.5.3 运动方程的定解条件89

5.5.4 N-S方程的求解90

习题94

第六章 典型流体流动95

6.1 绕流95

6.1.1 曲面边界层分离95

6.1.2 绕流阻力96

6.1.3 绕球体的流动97

6.1.4 圆柱绕流100

6.1.5 理想流体绕圆柱流动101

6.2 射流104

6.2.1 自由射流104

6.2.2 受限射流110

6.2.3 同轴射流110

6.3 撞击流113

6.3.1 撞击流基本原理113

6.3.2 撞击流的分类113

6.3.3 撞击流的工业应用116

习题121

第七章 流体输送机械122

7.1 泵与风机的类型122

7.1.1 叶片式泵与风机122

7.1.2 容积式泵与风机122

7.2 离心泵的主要构件及性能参数123

7.2.1 离心泵的主要构件123

7.2.2 离心泵的性能参数124

7.3 泵与风机的理论和实际特性曲线125

7.3.1 泵与风机的理论特性曲线125

7.3.2 泵与风机的损失与效率127

7.3.3 泵与风机的实际特性曲线128

7.4 泵的扬程与安装高度129

7.4.1 泵的扬程计算129

7.4.2 离心泵的安装高度131

7.5 离心泵的流量调节和组合操作134

7.5.1 离心泵的管路特性曲线134

7.5.2 离心泵的工作点135

7.5.3 流量调节136

7.6 泵的选择与安装138

7.6.1 泵的选型原则138

7.6.2 泵的选型138

7.7 气体输送机械140

7.7.1 通风机140

7.7.2 鼓风机142

7.7.3 压缩机143

7.7.4 真空泵145

习题146

第八章 流体力学实验研究和测试方法148

8.1 流动相似准则及其分析方法148

8.1.1 流动相似原理148

8.1.2 相似准则及其分析方法149

8.2 流动可视化技术152

8.2.1 氢气泡技术152

8.2.2 空气泡技术153

8.2.3 烟线技术154

8.2.4 高速摄像技术154

8.3 流量测量技术156

8.3.1 孔板流量计156

8.3.2 文丘里流量计157

8.3.3 转子流量计158

8.3.4 涡街流量计159

8.4 流速测量技术160

8.4.1 皮托管160

8.4.2 热线风速仪161

8.4.3 激光多普勒测速技术163

8.4.4 粒子图像测速技术163

8.4.5 激光诱导荧光技术165

习题165

第九章 数值模拟方法及软件简介166

9.1 计算流体力学概述166

9.2 数值计算方法167

9.3 湍流数值模拟168

9.3.1 湍流理论简介168

9.3.2 湍流模式理论169

9.4 CFD的求解过程172

9.5 常用的CFD商业软件应用示例174

9.5.1 建立计算模型174

9.5.2 利用Fluent进行求解计算175

9.5.3 显示计算结果177

习题177

附录178

Ⅰ 水的物理性质178

Ⅱ 干空气的物理性质179

Ⅲ 压强国际单位与工程单位换算关系180

Ⅳ 工业管道的当量粗糙度180

Ⅴ 管件和阀件的局部阻力系数180

Ⅵ 某些流体在管道中的常用流速范围181

Ⅶ IS型单级单吸离心泵性能表181

Ⅷ 饱和水蒸气（以温度为准）185

Ⅸ 饱和水蒸气（以压强为准）186

Ⅹ Re≈105时二元物体的总阻力系数188

Ⅺ 三维物体的总阻力系数189

Ⅻ 量纲分析方法189

ⅩⅢ 习题简要参考答案191

参考文献194