流体力学
出版时间：2014年版
丛编项： "十二五"普通高等教育本科规划教材
内容简介
　　《流体力学/“十二五”普通高等教育本科规划教材》内容分为基础和应用，具体内容包括：流体的性质、流体静力学、流体运动学、理想流体动力学、旋涡理论、势流理论、波浪理论、黏性流体力学基础、相似理论、黏性流体的一元流动、边界层理论、机翼理论等。各章均附有小结，配有适量的思考题和习题，并附参考答案。本书教学需要60～80学时，带*的内容可根据授课学时或专业需要进行选择。《流体力学/“十二五”普通高等教育本科规划教材》适用于高等学校工科专业本科教学，可供船舶与海洋工程专业教学使用，也可供其他专业的本科生、专科生和研究生用作学习流体力学的参考书。
目录
第1章　绪论
1.1　流体力学的研究对象及应用领域
1.2　流体力学的研究方法
1.2.1　实验模拟方法
1.2.2　理论分析方法
1.2.3　数值计算方法
1.3　流体的连续介质模型
1.3.1　流体的概念
1.3.2　连续介质模型
1.4　流体的密度和重度
1.5　流体的压缩性和热膨胀性
1.5.1　气体状态方程
1.5.2　压缩性和热膨胀性
1.5.3　可压缩流体和不可压缩流体
1.6　流体的黏性
1.6.1　黏性的表现
1.6.2　黏性的度量
1.6.3　温度对黏性的影响
1.6.4　黏性流体和理想流体
1.7　作用在流体上的力
本章小结
思考题
习题
第2章　流体静力学
2.1　流体静力学方程
2.2　流体平衡的一些要求
2.3　平衡流体的等压面
2.4　重力场中不可压缩流体的静压分布
2.5　测压计
2.5.1　液柱式压力计原理
2.5.2　几种常用的液柱式压力计
2.6　静止流体对平板的作用力
2.6.1　总压力的大小
2.6.2　总压力的作用点
2.7　静止流体对曲面的作用力
2.8　流体的浮力
2.8.1　阿基米德原理
2.8.2　物体在液体中的平衡与稳定性
本章小结
思考题
习题
第3章　流体运动学
3.1　描述流体运动的两种方法
3.1.1　拉格朗日法(质点法)
3.1.2　欧拉法(空间点法)
3.1.3　欧拉法中的质点加速度公式
3.1.4　质点导数
3.2　流场的几何特征描述
3.2.1　定常流场和非定常流场
3.2.2　均匀流动和非均匀流动
3.2.3　一维流动、二维流动和三维流动
3.2.4　流线、驻点、极限流线
3.2.5　流体质点的迹线
3.2.6　流束、流面和流管
3.2.7　总流、过流截面与流量
3.2.8　条纹线
3.3　流体的连续性方程
3.3.1　微分形式的连续性方程
3.3.2　微分连续性方程在其他坐标系中的形式
3.3.3　积分形式的连续性方程
3.4　流体微团的运动分析
3.4.1　流体运动的分解
3.4.2　无旋流动与有旋流动
3.5　速度势函数与流函数的概念
3.5.1　速度势函数
3.5.2　流函数
本章小结
思考题
习题
第4章　理想流体动力学
4.1　欧拉运动微分方程
4.2　拉格朗日积分方程
4.3　伯努利积分方程
4.3.1　伯努利积分的建立
4.3.2　伯努利方程的意义
4.3.3　伯努利方程的应用
4.4　动量定理及动量矩定理
4.4.1　动量定理
4.4.2　动量矩定理
4.4.3　动量及动量矩方程的应用
本章小结
思考题
习题
第5章　旋涡理论
5.1　旋涡运动的基本概念
5.1.1　涡线、涡管、涡量、涡通量
5.1.2　速度环量
5.1.3　斯托克斯定理
5.2　汤姆逊定理
5.3　拉格朗日定理
5.4　亥姆霍兹定理
5.5　旋涡的诱导速度
5.5.1　点涡
5.5.2　诱导速度公式
5.5.3　毕奥.沙伐尔定理
5.6　兰金组合涡
5.6.1　速度分布
5.6.2　压力分布
5.6.3　有自由面的情形
本章小结
思考题
习题
第6章　势流理论
6.1　势流理论概述
6.2　二维流动和流函数
6.3　几种简单平面势流的基本解
6.3.1　直匀流
6.3.2　点源(汇)
6.3.3　点涡
6.3.4　偶极子
6.3.5　叠加的例子
6.4　绕圆柱体的无环量流动达朗贝尔谬理
6.4.1　绕圆柱体无环量流动的势函数和流函数
6.4.2　柱表面的压力分布
6.5　绕圆柱体的有环量流动马格努斯效应
6.5.1　绕圆柱体有环量流动的速度场
6.5.2　绕圆柱体有环量流动的压力分布
6.6　附加质量与附加惯性力
6.7　复变函数的简要复习
6.7.1　复数
6.7.2　复变函数
6.8　复势和复速度
6.9　布拉修斯公式
6.10　库塔.儒柯夫斯基定理
6.10.1　库塔.儒柯夫斯基定理
6.10.2　决定环量的后缘条件
6.11　保角变换方法及其应用
6.11.1　保角变换的概念和性质
6.11.2　几种简单的保角变换
6.11.3　儒柯夫斯基变换
6.11.4　平板无环量绕流
6.11.5　平板有环量绕流
6.12　映像法及其应用
6.12.1　直壁的干扰
6.12.2　圆形壁的干扰
本章小结
思考题
习题
第7章　波浪理论
7.1　小振幅波的基本方程与边界条件
7.1.1　基本方程
7.1.2　边界条件
7.1.3　小振幅波理论假设和边界条件的线性化
7.2　小振幅波及其运动参数
7.2.1　小振幅波的速度势
7.2.2　小振幅波的运动参数
7.3　流体质点的轨道运动
7.3.1　水波按水深的分类
7.3.2　流体质点的运动速度
7.3.3　中等深水波中质点的运动轨道
7.3.4　浅水波中质点的运动轨道
7.3.5　深水波中质点的运动轨迹
7.4　行波中的压力分布
7.5　波能及其传递
7.5.1　波能
7.5.2　波能的传递
7.6　浅水波
7.6.1　波峰守恒原理
7.6.2　浅水波的波数k、波长L和波速c
7.6.3　浅水系数H/H
7.7　波群和群速度
7.8　二维船波
7.8.1　兴波阻力
7.8.2　两个扰源引起的兴波阻力
7.9　三维船波――开尔文船波
本章小结
思考题
习题
第8章　黏性流体力学基础
8.1　黏性流体的运动方程式――纳维.斯托克斯方程
8.2　纳维.斯托克斯方程准确解举例
8.2.1　二维平板间黏性流体的无剪切压差流动
8.2.2　无限大平板间压差剪切定常黏性流动
8.2.3　无限长直圆管中的定常黏性流动
8.3　流体的流态及其判别
8.4　湍流流动及其特征
8.4.1　湍流的形成机理
8.4.2　湍流的特征
8.5　湍流模式理论
8.5.1　平均值、脉动值和湍流度
8.5.2　湍流的半经验理论
本章小结
思考题
习题
第9章　相似理论
9.1　流动相似的概念
9.2　特征量和无量纲量
9.3　流动相似的充要条件
9.4　相似参数的物理意义
9.5　相似理论及其应用
9.5.1　相似性定理
9.5.2　相似理论应用
9.6　量纲分析
9.6.1　指数法
9.6.2　Π定理
本章小结
思考题
习题
第10章　黏性流体的一元流动
10.1　管道流动计算的基本方程式
10.1.1　黏性不可压流体的能量方程式
10.1.2　平均能量损失hw的计算
10.2　等径直圆管中的层流运动
10.3　等径直圆管中的湍流运动
10.4　管道中的沿程阻力和局部阻力系数
10.4.1　沿程阻力系数
10.4.2　局部阻力系数
10.5　孔口出流
10.5.1　孔口出流的分类
10.5.2　薄壁小孔口恒定自由出流
10.5.3　薄壁小孔口淹没出流
10.5.4　薄壁大孔口自由出流
10.5.5　薄壁孔口非恒定自由出流
10.6　管嘴出流
10.6.1　圆柱形外管嘴恒定出流
10.6.2　其他形式的管嘴
10.7　管道计算
10.7.1　管道系统的分类
10.7.2　简单管道计算
10.7.3　串联管道计算
10.7.4　并联管道计算
本章小结
思考题
习题
第11章　边界层理论
11.1　边界层的概念
11.2　边界层的基本微分方程――普朗特方程
11.3　平板层流边界层的精确解
11.3.1　布拉修斯解
11.3.2　边界层的速度分布和边界层的厚度
11.3.3　边界层排挤厚度δ*和动量损失厚度θ
11.3.4　壁面摩擦系数Cf和摩擦阻力系数Cd
11.4　平板层流边界层的近似解
11.4.1　边界层的动量积分方程
11.4.2　平板层流边界层的近似解
11.5　平板湍流边界层计算
11.6　平板混合边界层计算
11.6.1　分段组合计算法
11.6.2　当量湍流边界层长度法
11.7　船体摩擦阻力的估算
11.8　曲面的边界层的分离
11.8.1　沿曲面的压力变化及其对边界层内流动的影响
11.8.2　边界层内速度剖面形状分析
11.8.3　边界层的分离
11.9　物体的形状阻力
11.9.1　钝体的压差阻力
11.9.2　无边界层分离的流线体的压差阻力
11.10　减小黏性阻力的措施
本章小结
思考题
习题
第12章　机翼理论
12.1　机翼的几何特征
12.1.1　机翼的翼型
12.1.2　机翼的平面图形
12.2　机翼升力产生的机理
12.3　求解翼型绕流的奇点法
12.3.1　翼剖面奇点法的理论思想
12.3.2　对称翼型绕流的数值解
12.3.3　薄翼理论
12.4　面元法
12.4.1　无升力体的面元法
12.4.2　升力体的面元法
12.5　机翼的流体动力特性
12.5.1　升力系数
12.5.2　阻力系数
12.5.3俯仰力矩系数
12.6　有限翼展机翼
12.6.1　有限翼展机翼的流体运动特征
12.6.2　下洗力和诱导阻力
12.6.3　有限翼展机翼的升力线理论
12.6.4　展弦比换算式
12.7　小展弦比机翼
本章小结
思考题
习题
附录
附录A　矢量运算公式
附录B　场论公式
附录C　流体力学常用矢量公式
参考文献