目录
前言
第1章 流体的基本性质 1
1.1 连续介质假设 1
1.2 基本量纲与单位 3
1.2.1 物理量及单位制 3
1.2.2 量纲 3
1.2.3 有量纲量和无量纲量 4
1.2.4 国际单位制 4
1.3 流体的基本性质 6
1.3.1 流动性 6
1.3.2 压缩性 7
1.3.3 黏性 9
1.3.4 导热性 10
习题 11
第2章 流体运动学 13
2.1 描述流体运动的两种方法 13
2.1.1 拉格朗日方法 13
2.1.2 欧拉方法 14
2.1.3 由欧拉方法向拉格朗日方法转变 16
2.1.4 由拉格朗日方法向欧拉方法转变 16
2.2 轨线与流线 20
2.2.1 轨线 20
2.2.2 流线 21
2.2.3 流管 21
2.3 柯西-亥姆霍兹速度分解定理 23
2.4 流体微团的变形运动 26
2.4.1 变形率张量 26
2.4.2 变形线速度 29
2.4.3 变形率张量的分解 29
2.5 流体微团的旋转运动 32
2.6 流体运动的分类 35
习题 35
第3章 流体动力学 40
3.1 雷诺转换定理 40
3.1.1 系统与系统法 40
3.1.2 控制体积 41
3.1.3 雷诺转换定理推导 41
3.2 连续性方程 43
3.2.1 方程的建立 43
3.2.2 方程的定义 48
3.2.3 各种特殊条件下的连续性方程 49
3.2.4 连续性方程的应用 51
3.3 质量力、表面力与应力张量 52
3.3.1 质量力 52
3.3.2 表面力 53
3.3.3 应力矢量 54
3.3.4 应力张量 56
3.3.5 牛顿黏性假设 60
3.4 动量方程 62
3.4.1 积分形式的动量方程 62
3.4.2 微分形式的动量方程 66
3.5 能量方程 74
3.5.1 积分形式的能量方程 75
3.5.2 微分形式的能量方程 76
3.6 流体力学基本方程组 81
3.6.1 基本方程组 81
3.6.2 初始条件及边界条件 82
习题 84
第4章 理想流体的简单运动 114
4.1 理想流体基本方程组 114
4.1.1 惯性系 114
4.1.2 非惯性系中的基本方程 115
4.2 运动积分 119
4.2.1 伯努利积分 119
4.2.2 拉格朗日积分(拉格朗日-柯西积分) 121
4.2.3 伯努利-拉格朗日积分 123
4.2.4 非定常流动条件下欧拉方程沿流线积分 123
4.3 理想不可压缩流体的无旋流动 124
4.3.1 无旋流动的充要条件 124
4.3.2 速度势 124
4.3.3 理想不可压缩流体无旋流动的基本方程组 127
4.3.4 理想不可压缩流体定常无旋流动的基本方程组 127
4.4 理想不可压缩流体的平面流动 128
4.4.1 平面流动的定义 128
4.4.2 流函数 128
4.5 理想不可压缩流体的定常平面无旋流动 134
4.5.1 势函数与流函数的关系 134
4.5.2 理想不可压缩流体定常平面无旋流动求解方法 135
4.5.3 基本流动 137
4.6 复变函数在不可压缩流体平面势流中的应用 140
4.6.1 复势与复速度 140
4.6.2 驻点 141
4.6.3 复速度之残数、环流与流量的计算 141
4.6.4 不可压缩流体平面势流的叠加原理 142
4.6.5 复势算例 143
4.7 绕圆柱流动 148
4.7.1 速度势的求解 149
4.7.2 速度势 150
4.7.3 压力场 152
习题 153
答案 163
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