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页数:244

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出版时间:2010-1

价格:32.00元

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isbn号码:9787560740331

丛书系列:

图书标签:

• 热物理学
• 传热学
• 热力学
• 流体力学
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• 传质学
• 热工
• 理工科
• 教材
• 物理学

《流体力学导论》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的流体力学基础知识体系。我们将从流体的基本概念和性质出发，逐步深入探讨静力学、运动学以及动力学等核心领域。本书内容严谨，逻辑清晰，旨在帮助读者构建扎实的理论基础，并初步掌握分析和解决实际流体流动问题的能力。 第一部分：流体基础 第一章 流体的基本概念与性质：我们将首先定义流体，并阐述其与固体的本质区别。密度、比重、比容、压强、黏度（牛顿黏性与非牛顿黏性）、表面张力、可压缩性以及气体定律等基本流体性质将被详细介绍。这些性质是理解后续流体行为的关键。我们将通过具体的例子和实验现象来解释这些概念，使其更易于理解。 第二章 流体静力学：本章将探讨静止流体的力学行为。压强的定义、分布规律（静水压强公式、等压面）将是重点。浮力与阿基米德原理将被详细阐述，并通过多个实际应用场景（如船只的浮沉、气球的升降）进行说明。同时，我们将介绍压强测量仪器（如U形管压强计、水银气压计）的工作原理，并讨论容器内静止流体作用在壁面上的总力和合力。 第二部分：流体运动学 第三章 流体运动描述方法：我们将介绍描述流体运动的两种基本方法：欧拉法（场描述）和拉格朗日法（质点描述）。欧拉法将是后续分析的主要工具。本章还将引入流体微团的运动概念，包括速度场、加速度场，以及流线、迹线、涡线等重要几何概念，用于直观地描绘流体的流动状态。 第四章 流体微团的运动分析：在本章中，我们将深入分析流体微团的运动。体积变化率（连续性方程）、变形率（应变率张量）以及旋转率（涡量）将被详细推导和解释。我们将通过具体的流动模型，如均匀流、非均匀流、定常流、非定常流等，来理解这些概念。 第三部分：流体动力学 第五章 流体动力学基本方程：本章是流体力学分析的核心。我们将从牛顿第二定律出发，推导出适用于流体运动的守恒方程。 质量守恒（连续性方程）：在不同坐标系下（直角坐标系、圆柱坐标系）推导其形式，并展示其在不同流动问题中的应用，如管道流动、喷嘴扩张等。 动量守恒（纳维-斯托克斯方程）：详细推导纳维-斯托克斯方程（适用于黏性流体）和欧拉方程（适用于理想流体）。我们将分析方程中各项的物理意义，包括惯性力、压力梯度力、黏性力、外力等。 能量守恒（伯努利方程）：从动量方程推导出适用于理想流体的伯努利方程，并讨论其适用条件（定常流、无黏、无声强）。我们将分析伯努利方程中各项的物理意义（动能、势能、压强能）以及其在描述流体能量转化过程中的重要作用。 第六章 理想流体流动：本章将重点研究在理想流体假设下的流动现象。 速度势流：引入速度势的概念，以及势流方程。我们将讨论具有代表性的势流模型，如均匀来流、点源/汇、偶极子等，并分析其叠加产生的复杂流动形态，如绕翼型流动等。 环量与 the Kutta-Joukowski 定理：介绍环量的概念，以及其在描述绕翼型流动中的作用。我们将阐述 the Kutta-Joukowski 定理，并初步探讨其在飞机升力产生机制中的应用。 第七章 黏性流体流动：本章将聚焦于黏性对流体流动的影响。 层流与紊流：区分层流和紊流的特点，并介绍雷诺数（Reynolds number）作为判别流态的重要无量纲参数。 管流：详细分析圆管内的层流和紊流流动。我们将推导泊肃叶（Poiseuille）定律，并讨论管路中的能量损失（摩擦损失）。 边界层理论：引入普朗特（Prandtl）的边界层概念，解释黏性流体在高速流动时，如何在固体壁面附近形成薄层，以及其对流动的影响。我们将讨论边界层的分离现象及其后果。 第四部分：应用与扩展 第八章 量纲分析与相似性：介绍量纲分析方法（如Buckingham π定理），以及无量纲参数在流体力学研究中的重要性。本章将重点介绍雷诺数、马赫数、弗劳德数等常见无量纲参数，并讨论相似性原理在模型试验中的应用。 第九章 气体动力学初步：本章将初步介绍可压缩流动的基本概念。 声速与马赫数：定义声速，并引入马赫数作为描述气体可压缩流动的重要参数。 一维等熵流动：分析一维等熵流动（等熵过程），并介绍喉道效应、超音速喷管设计等基本概念。 第十章 流体力学中的实验方法：简要介绍流体力学研究中常用的实验技术，包括风洞、水槽、流场显示技术（如示踪粒子法、纹影法、全息法）等。 本书的编写旨在为读者提供一个坚实的流体力学学习起点。通过对基本概念的深入理解和对核心方程的掌握，读者将能够更好地分析和理解自然界及工程领域中普遍存在的流体现象。本书中的例子和习题将帮助读者巩固所学知识，并培养解决实际问题的能力。

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