工程流体力学

目录前言第1章 绪论 11.1 流体力学的发展 11.1.1 流体力学的研究对象 11.1.2 流体力学的研究进展 21.1.3 流体力学的研究方法 31.2 连续介质的提出 31.2.1 连续介质假设 31.2.2 流体质点 41.3 流体的主要物理性质 51.3.1 密度与重度 51.3.2 黏性 71.3.3 压缩性和膨胀性 131.3.4 表面张力 16习题1 19第2章 流体静力学 212.1 静止流体上的作用力 212.1.1 质量力 212.1.2 表面力 222.2 流体的平衡微分方程及其积分 242.2.1 欧拉平衡微分方程 242.2.2 平衡微分方程的积分 252.2.3 等压面 262.3 流体静力学基本方程 272.3.1 静止液体的压强分布规律 272.3.2 静止液体的压强计算 282.3.3 第一压强与相对压强 282.3.4 方程的几何意义与能量意义 292.4 流体静压强的测量 312.4.1 静压强的单位 312.4.2 静压强的测量 322.5 静止流体对平面壁的作用力 372.5.1 平面壁上的总压力 372.5.2 总压力的作用点 382.6 静止流体对曲面壁的作用力 412.6.1 总压力 412.6.2 浮力 43习题2 44第3章 流体动力学 493.1 研究流体运动的方法 493.1.1 拉格朗日法 493.1.2 欧拉法 503.1.3 质点导数 513.2 研究流体运动的基本概念 523.2.1 迹线和流线 523.2.2 定常流动和非定常流动 543.2.3 流面、流管、流束与总流 543.2.4 过流断面、流速、流量 553.3 流体运动的连续性方程 563.3.1 直角坐标系中的连续性方程 563.3.2 微元流束与总流的连续性方程 573.4 无黏性流体的运动微分方程 593.5 无黏性流体运动微分方程的伯努利积分 613.6 黏性流体的运动微分方程及伯努利方程 643.6.1 黏性流体的运动微分方程 643.6.2 黏性流体运动的伯努利方程 643.6.3 伯努利方程的能量意义和几何意义 663.7 黏性流体总流的伯努利方程 683.7. 急变流和缓变流 683.7. 动量校正系数和动能校正系数 693.7. 总流的伯努利方程 703.7. 其他几种形式的伯努利方程 723.7. 伯努利方程的应用举例 733.8 测量流速和流量的仪器 753.8.1 毕托管 753.8.2 文丘里流量计 763.9 定常流动总流的动量方程及其应用 783.9.1 定常流动总流的动量方程 783.9.2 动量方程的应用 79习题3 83第4章 黏性流体运动及其阻力计算 894.1 流体运动与流动阻力形式 894.1.1 流动阻力的影响因素 894.1.2 流体运动与阻力的两种形式 894.2 流体运动的两种状态 904.2.1 雷诺实验 904.2.2 流动状态的判别标准——雷诺数 924.2.3 不同流动状态的水头损失规律 934.3 圆管中的层流 954.3.1 分析层流运动的方法 954.3.2 圆管层流的速度分布和切应力分布 974.3.3 圆管层流的流量和平均速度 984.3.4 圆管层流的沿程损失 984.3.5 层流起始段 994.4 圆管中的紊流 1004.4.1 运动要素的脉动与时均化 1004.4.2 混合长度理论 1024.4.3 圆管紊流的速度分布 1044.4.4 圆管紊流的水头损失 1064.5 圆管流动沿程阻力系数的确定 1074.5.1 尼古拉兹实验 1074.5.2 莫迪图 1104.6 非圆形截面管道的沿程阻力计算 1134.6.1 利用原有公式进行计算 1134.6.2 利用谢才公式进行计算 1134.7 管路中的局部损失 1144.7.1 管径突然扩大的局部损失 1144.7.2 其他类型的局部损失 1154.7.3 水头损失的叠加原则 119习题4 121第5章 边界层理论基础 1265.1 边界层基本概念 1265.1.1 边界层理论 1265.1.2 边界层的厚度与流态 1275.1.3 平壁表面摩擦阻力与摩擦阻力系数 1305.2 层流边界层的微分方程 1305.3 边界层的动量积分方程 1335.4 平板边界层的计算 1355.4.1 平板层流边界层的计算 1355.4.2 平板紊流边界层的计算 1385.4.3 平板混合边界层 1415.5 边界层分离 1445.5.1 分离原理 1445.5.2 分离现象 145习题5 147第6章 有压管流与明渠流 1486.1 简单管路的水力计算 1486.1.1 短管的水力计算 1486.1.2 长管的水力计算 1506.2 管网的水力计算基础 1526.2.1 串联管路 1536.2.2 并联管路 1546.2.3 连续均匀出流管路 1556.2.4 管网的类型及水力计算 1566.3 明渠流的概念 1596.4 明渠定常均匀流的水力计算 1606.4.1 基本计算公式 1606.4.2 计算平均流速的经验公式 1626.4.3 流速分布规律 1656.5 明渠的水力第一断面 1696.5.1 水力第一断面尺寸的确定 1696.5.2 水力计算的基本类型 172习题6 173第7章 非牛顿流体的流动 1767.1 非牛顿流体的分类及其流变方程 1767.1.1 非牛顿流体的分类 1767.1.2 与时间无关的纯黏性非牛顿流体 1777.1.3 与时间有关的非牛顿流体 1797.2 非牛顿流体的结构流 1817.2.1 塑性流体管流受力分析 1817.2.2 结构流 1837.3 塑性流体的流动规律 1847.3.1 结构流状态下圆管内的流量和压降 1847.3.2 结构流的断面平均流速和水力坡降 1867.3.3 判别塑性流体流态的综合雷诺数 1877.3.4 水头损失的计算 1887.4 幂律流体的流动规律 1917.4.1 层流状态下圆管内的流量和压降 1917.4.2 断面平均流速 1927.4.3 幂律流体层流流动的沿程水头损失及雷诺数 1937.5 非牛顿流体流变性参数的测定 1947.5.1 细管法测定塑性流体的流变参数 1947.5.2 旋转法测定流变参数 195习题7 198第8章 管内多相流 2018.1 管内气固两相流 2018.1.1 悬浮式气固两相流 2028.1.2 栓塞式气固两相流 2118.1.3 弯管内的气固两相流 2148.2 管内液固两相流 2168.2.1 固体颗粒的输送方式和流态 2168.2.2 浓度和速度分布 2218.2.3 摩阻损失 2228.3 管内气液固三相流 2258.3.1 基本原理 2258.3.2 容积含量 2278.3.3 压力损失 230习题8 233第9章 相似原理与量纲分析 2349.1 相似原理 2349.1.1 力学相似的基本概念 2349.1.2 相似准则 2379.1.3 近似模型法 2409.2 量纲分析及其应用 2429.2.1 量纲分析 2429.2.2 量纲分析法的应用 244习题9 247第10章 计算流体力学基础 25010.1 计算流体力学基本知识 25010.1.1 计算流体力学的发展 25010.1.2 计算流体力学的基本思想与特点 25010.1.3 计算流体力学的应用 25110.1.4 计算流体力学的工作流程 25210.1.5 计算流体力学的局限性和发展前景 25410.2 控制方程的离散 25610.2.1 控制方程的通用形式 25610.2.2 离散化方法分类 25710.2.3 有限体积法原理 25810.3 流场的求解计算 26010.3.1 求解计算的难点 26010.3.2 求解计算的方法 26010.3.3 SIMPLE算法及其改进 26110.4 边界条件和网格生成 26210.4.1 边界条件 26210.4.2 网格类型及网格生成 26310.5 计算流体力学软件及应用 26510.5.1 计算流体力学软件的结构 26510.5.2 计算流体力学常用软件 26610.5.3 计算流体力学软件应用实例 269参考文献 276