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出版者:

作者:Klemetson, Stanley L.

出品人:

页数:184

译者:

出版时间:2007-7

价格:$ 17.95

装帧:

isbn号码:9781427766243

丛书系列:

图书标签:

流体力学
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具体描述

Students enrolled in fluid mechanics courses or preparing for standardized tests that cover fluid mechanics can enhance their problem-solving skills with this book. The collection of more than 200 problems and detailed solutions was developed from actual exams of professors at respected U.S. colleges and universities. Topics covered include fluid properties, fluid statics, fluids in motion, momentum principle, energy principle, dimensional analysis, viscosity, surface resistance and boundary layer, flow in conduits, conduit systems, drag and lift, compressible flow, flow measurements, turbomachinery, and open channel flow.

好的，以下是为您撰写的一份关于一本名为《流体力学考试文件》的图书简介，该简介着重于其可能涵盖的流体力学核心主题，而不涉及您提到的特定书名内容。 --- 《流体力学：原理与应用深度解析》内容简介流体力学是工程学与物理学中的核心分支，它深入探讨了流体（液体和气体）的静止与运动规律，以及流体与固体边界相互作用的现象。本书旨在为学生、工程师和研究人员提供一个全面且深入的流体力学学习资源，内容覆盖了从基础理论到高级工程应用的广泛领域。我们着重于建立坚实的理论基础，同时强调这些原理在实际工程问题中的应用。第一部分：流体力学基础与静力学本书伊始，我们首先建立了流体力学的基本概念框架。这包括对流体性质的精确定义，如密度、粘度、表面张力和比重。我们详细阐述了流体静力学的核心内容，包括压力测量的基本原理、流体静力学基本方程（欧拉方程在静止条件下的简化形式），以及帕斯卡定律在实际工程中的应用。重点讲解了压强分布在不同几何形状容器中的计算方法，以及浮力、浮心和稳度等概念。本部分特别关注了测压装置（如皮托管、压力计）的工作原理及其在实际测量中的应用。第二部分：流体运动学与控制体分析在掌握了流体静力学之后，本书转入流体运动学，侧重于描述流体运动的数学方法。我们区分了拉格朗日描述和欧拉描述，并详细介绍了流场中的速度、加速度、流线、迹线和时间线等基本概念。连续性方程是本部分的核心，它体现了质量守恒的原理。随后，我们将重心转移到流体力学分析的基石——控制体方法。详细推导了雷诺输运定理，并将其应用于动量方程（牛顿第二定律的流体形式）和能量方程（第一热力学定律的流体形式）的建立。通过大量实例，读者将学习如何选择合适的控制体，并应用这些守恒方程来解决如管道中的力矩、喷嘴的推力以及自由射流等经典工程问题。第三部分：理想流体与伯努利方程在理想流体（不可压缩、无粘性）的假设下，我们深入探讨了流体力学的基本方程——伯努利方程。本书不仅详细推导了伯努利方程的物理意义，还探讨了其在不同情境下的应用限制。通过对流体运动的简化模型分析，读者将能快速解决一系列涉及速度、压力和高程之间关系的工程问题，例如水箱泄流、虹吸管操作以及文丘里管的应用。第四部分：粘性流体与纳维-斯托克斯方程粘性是理解真实流体行为的关键。本部分聚焦于粘性流体，引入了牛顿流体和非牛顿流体的概念，并详细阐述了粘性应力的数学表达。纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程是描述粘性流体运动的核心偏微分方程组。我们将系统地介绍 N-S 方程的推导过程，并分析其在简化情况下的解析解。例如，库艾特流（Couette Flow）和泊肃叶流（Poiseuille Flow）的精确解将被细致讲解，这些模型是理解层流现象的基础。对于更复杂的湍流问题，本书将提供湍流的基本特征描述和初步的湍流模型概述，为后续的深入研究打下基础。第五部分：管流与水力学管流是流体力学在工业中最常见的应用之一。本章集中于管道内流动的分析，包括层流和湍流的判定标准——雷诺数（Reynolds Number）的物理意义。我们详细讨论了摩擦损失的计算，如达西-魏斯巴赫公式，以及利用摩擦因子图（Moody图）确定沿程阻力。同时，局部损失（如弯头、阀门和突然截面变化）的计算方法也被系统介绍。本部分将指导读者如何进行复杂的管网分析，以实现流体的有效输送。第六部分：明渠与开阔水流对于地表水、灌溉和排水系统至关重要的开阔水流（明渠）分析，是本书的另一重点。我们介绍了曼宁公式和谢才公式，用于计算均匀流的流速和流量。对明渠中的临界流、亚临界流和超临界流进行了深入辨析，并详细讲解了水跃（Hydraulic Jump）的发生条件、能量耗散以及在水工结构设计中的应用。第七部分：相似性原理与量纲分析为了有效地将实验结果推广到不同尺度的工程系统，相似性原理和量纲分析至关重要。本部分引入了 Buckingham π 定理，指导读者如何通过无量纲参数（如雷诺数、弗劳德数、欧拉数等）来简化复杂的物理系统，并设计缩尺模型实验，从而有效降低实验成本并预测原型行为。第八部分：流体动力学进阶概念本书最后一部分涉及更高级的主题，包括流体绕流体的阻力与升力。我们将分析边界层理论的基本假设，解释升力（如机翼的产生）与压力分布和边界层分离的内在联系。此外，对流体流动中的势流理论（如叠加原理、源、汇、偶极子和环量）进行介绍，为理解复杂外形周围的流动特性提供强大的数学工具。通过本书的学习，读者将不仅掌握流体力学的基础数学工具，更能培养从物理直觉出发，通过严谨的数学模型来解决实际工程挑战的能力。本书丰富的例题和习题集确保了理论与实践的紧密结合。