合肥工业大学-流体力学 目 录1

目 录

第1章 绪论

1.1 流体力学的发展……………………………………………………………………1

1.2 流体质点与连续介质概念 ………………………………………………………2

1.3流体力学的研究对象、任务 …………………………………………………… 3

1.4流体力学的研究方法 ………………………………………………………………4

1.5 流体的主要物理特性 …………………………………………………………6 小结 ………………………………………………………………………………21 思考与练习 …………………………………………………………………………21

第2章 流体静力学 ………………………………………………………………………23

2.1流体静压强及其特性 …………………………………………………………………24

2.2 流体的平衡微分方程及其积分 …………………………………………………27

2.3重力场中的平衡流体 ……………………………………………………………32

2.4 静压强的计算与测定 ………………………………………………………………36

2.5 液体的相对平衡 ………………………………………………………………40

2.6静止液体作用于平面壁上的总压力 ……………………………………………43

2.7静止液体作用于曲面壁上的总压力 …………………………………………… 46

2.8浮力原理 ………………………………………………………………………48 小结 ……………………………………………………………………………………51 思考与练习 …………………………………………………………………………… 53

第3章 流体运动学基础 …………………………………………………………………61

3.1 研究流体运动的两种方法 ………………………………………………………61

3.2 流体运动学中的基本概念 ………………………………………………………64

3.3 流体运动的连续方程式 ……………………………………………………… 72

3.4流体微元的运动分析 ……………………………………………………………78 小结 ………………………………………………………………………………… 85 思考与练习 …………………………………………………………………………… 86

第4章 流体动力学基础 …………………………………………………………………… 89

4.1欧拉运动微分方程 …………………………………………………………………89

4.2 纳维－斯托克斯方程 ………………………………………………………… 91

4.3 伯努利方程及其应用 ……………………………………………………………94

4.4 气体总流伯努利方程 ……………………………………………………… 101

4.5动量方程及其应用 ………………………………………………………… 103 小结 ………………………………………………………………………………… 107 思考与练习 ……………………………………………………………………… 108

第5章 圆管流动 ………………………………………………………………………… 111

5.1雷诺实验和流态判据 ………………………………………………………………111

5.2圆管中的层流运动 ………………………………………………………………113

5.3 椭圆管层流 ………………………………………………………………………117

5.4圆管中流体的湍流运动 ………………………………………………………… 121

5.5圆管湍流运动的沿程损失 ………………………………………………………127

5.6简单管路的水头计算 ………………………………………………………………130

5.7管流局部损失 ……………………………………………………………………132

5.8 复杂管路计算 ………………………………………………………………… 139

5.9压力管路中的水锤 ………………………………………………………………144 小结 ……………………………………………………………………………… 149 思考与练习 ……………………………………………………………………………150

第6章 流体的出流 ……………………………………………………………………… 153

6.1薄壁孔口出流 …………………………………………………………………… 153

6.2厚壁孔口出流 …………………………………………………………………… 158

6.3典型液压阀口流量系数 ………………………………………………………… 163

6.4变水头作用下的孔口出流 ……………………………………………………… 166

6.5节流气穴 ………………………………………………………………………… 167

6.6射流 ……………………………………………………………………………… 169 小结 ………………………………………………………………………………… 173 思考与练习 ……………………………………………………………………………173

第7章 缝隙流动 ………………………………………………………………………… 175

7.1平行平板间的缝隙流 …………………………………………………………… 175

7.2环形缝隙流 ………………………………………………………………………180

7.3变间隙宽度中的流动 …………………………………………………………… 183

7.4两平行圆盘间缝隙流 …………………………………………………………… 185 小结 ………………………………………………………………………………… 187 思考与练习 ………………………………………………………………………… 188

第8章 气体的一元流动 ……………………………………………………………………189

8.1气体的伯努利方程 …………………………………………………………………189

8.2声速和马赫数 ……………………………………………………………………… 192

8.3一元气流的流动特性 …………………………………………………………… 196

8.4气体在管道中的等温流动 ………………………………………………………… 197

8.5气体在绝热管道中的流动 ……………………………………………………… 200

8.6气体的两种状态 ………………………………………………………………… 201

8.7喷管的计算和分析 ………………………………………………………………… 204 小结 ………………………………………………………………………………… 208 思考与练习 ………………………………………………………………………… 209

第9章 流体相似法则 ……………………………………………………………………211

9.1相似原理 ………………………………………………………………………… 211

9.2 量纲分析 …………………………………………………………………………217 小结 ……………………………………………………………………………… 221 思考与练习 ………………………………………………………………………… 224