流體力學(第3版)（簡體書）

《流體力學》是普通高等學校土木工程專業新編系列教材之一，是根據普通高等學校土建類專業流體力學少學時的教學要求，并本著加強基礎理論、理論聯系實際、利于教學和按大類培養的教學改革思想編寫。《流體力學》在整體安排上由淺入深，在靜水力學之后。從液體的微元理論出發，介紹了流體力學的基本原理、基本研究和一般計算方法。為方便學生學習。書中每章后附有思考題和習題。
《流體力學》可作為高等學校土木工程、道路橋樑工程、市政工程、環境工程、地質工程等專業的流體力學或水力學教材，也可作為相關專業工程技術人員的參考書。

胡敏良，武漢大學水利水電學院教授。1967年畢業于清華大學水利工程系，1981年武漢水利電力學院研究生畢業，獲水力學專業碩士學位，1986～1987年在美國衣阿華大學（LIniversityofIowa）當訪問學者。現任中國水利學會水力學專業委員會委員，湖北省暨武漢市力學學會流體力學專業委員會主任委員。長期從事工程流體力學和水力學的教學與科研工作，發表學術論文20余篇，其中6篇被國際三大檢索收錄。
E-mail：mlhu@WUHEE．edu．cn
吳雪茹，廣西大學土木工程學院副教授，畢業于廣西大學水工結構水利工程建築方向研究生班，長期從事水力學、流體力學教學和水利工程水力學、河流水力學的研究工作．主持或參與完成了20多座大中型水利工程的水工模型試驗研究和20多座跨江大橋或特大橋的防洪評價工作。

1 緒論
1.1 流體力學的任務、發展概況和研究方法
1.2 作用于流體上的力
1.2.1 質量力
1.2.2 表面力
1.3 流體的主要物理性質
1.3.1 流體的質量與流體所受重力
1.3.2 粘性
1.3.3 壓縮性
本章小結
思考題
習題

2 流體靜力學
2.1 流體靜壓強的特性
2.2 歐拉平衡微分方程
2.2.1 歐拉平衡微分方程
2.2.2 重力作用下流體的壓強分布規律
2.3 液體壓強的測量
2.3.1 絕對壓強、相對壓強、真空度
2.3.2 測壓管
2.3.3 水銀測壓計
2.3.4 水銀壓差計
2.3.5 金屬測壓計與真空計
2.4 靜止流體對平面的作用力
2.4.1 解析法
2.4.2 圖解法
2.5 靜止流體對曲面的作用力
2.5.1 總壓力的大小、方向、作用點
2.5.2 壓力體
2.5.3 浮力
本章小結
思考題
習題

3 流體運動學
3.1 描述流體運動的兩種方法
3.1.1 拉格朗日法和歐拉法
3.1.2 歐拉法中流體運動的基本概念
3.2 流體運動的連續性方程
3.2.1 流體的連續性微分方程
3.2.2 總流的連續性方程
3.3 流體微團運動的分析
3.3.1 線變形速率(線變率)
3.3.2 角變形速率(角變率)
3.3.3 旋轉角速度(角轉速)
3.3.4 流體微團運動的組合表達
3.4 無旋運動(無渦流)與有旋運動(有渦流)
3.4.1 無旋運動與有旋運動
3.4.2 渦量與環量
本章小結
思考題
習題

4 理想流體動力學和恆定平面勢流
4.1 歐拉運動微分方程
4.2 理想流體恆定元流的伯努利方程
4.2.1 沿流線的伯努利積分和在重力場中的伯努利方程
4.2.2 由動能定理推導理想流體恆定元流的伯努利方程
4.3 元流伯努利方程的意義和應用
4.3.1 元流伯努利方程的物理意義
4.3.2 元流伯努利方程的幾何意義
4.3.3 畢托管原理
4.4 恆定平面勢流的流速勢函數和流函數
4.4.1 流速勢函數
4.4.2 流函數
4.4.3 流網及其特徵
4.5 幾種簡單的平面勢流
4.5.1 均勻等速流
4.5.2 源流與匯流
4.5.3 勢渦
4.6 勢流的疊加
本章小結
思考題
習題

]5 實際(粘性)流體的動力學基礎
5.1 粘性流體的運動方程：N-S方程
5.2 恆定元流的伯努利方程
5.3 恆定總流的伯努利方程
5.3.1 漸變流及其過流斷面上動壓強的分布
5.3.2 恆定總流的伯努利方程
5.3.3 恆定總流伯努利方程的應用
5.4 氣流的伯努利方程
5.5 有流量分流或匯流的伯努利方程
5.6 有能量輸入輸出的伯努利方程
5.7 恆定總流的動量方程
5.7.1 恆定總流的動量方程
5.7.2 恆定總流動量方程的應用條件和使用方法
本章小結
思考題
習題

6 層流、紊流及其水頭損失
6.1 粘性流體運動的兩種形態——層流與紊流
6.1.1 雷諾實驗
6.1.2 流動形態的判別準則——臨界雷諾數
6.2 圓管中的層流
6.2.1 水頭損失的分類
6.2.2 沿程水頭損失與切應力的關係
6.2.3 圓管層流的斷面流速分布
6.2.4 圓管層流的沿程水頭損失
6.3 紊流基本理論
6.3.1 紊流的特徵
6.3.2 運動參數的時均化
6.3.3 層流底層
6.3.4 混合長度理論
6.4 圓管紊流的沿程水頭損失
6.4.1 阻力系數λ的影響因素
6.4.2 尼古拉茲實驗
6.4.3 沿程阻力系數的半經驗公式
6.4.4 沿程阻力系數的經驗公式
6.5 局部水頭損失
6.5.1 圓管突然擴大的阻力系數
6.5.2 其他的局部水頭損失系數
6.6 邊界層理論基礎
6.6.1 邊界層概念
6.6.2 平板邊界層厚度
6.6.3 邊界層分離
6.6.4 繞流阻力
本章小結
思考題
習題

7 量綱分析和流動相似原理
7.1 量綱分析的意義和量綱和諧原理
7.1.1 量綱和單位
7.1.2 有量綱量和無量綱量
7.1.3 量綱和諧原理
7.2 量綱分析方法
7.2.1 雷利法
7.2.2 π定理
7.3 流動相似概念
7.3.1 幾何相似
7.3.2 運動相似
7.3.3 動力相似
7.4 相似準則
7.4.1 雷諾準則
7.4.2 佛汝德準則
7.4.3 歐拉準則
本章小結
思考題
習題

8 孔口、管嘴出流和有壓管流
8.1 孔口出流
8.1.1 薄壁小孔口恆定出流
8.1.2 孔口變水頭出流
8.2 管嘴出流
8.2.1 圓柱形外管嘴恆定出流
8.2.2 管嘴內的真空度
8.2.3 空化、空蝕現象與管嘴的使用條件
8.3 短、長管的水力計算
8.3.1 短管的水力計算
8.3.2 虹吸管的計算
8.3.3 水泵吸水管的計算
8.3.4 長管的水力計算
8.3.5 離心泵的原理和選用
8.4 管網計算基礎
8.4.1 串聯管路
8.4.2 并聯管路
8.4.3 管網分類
8.5 水擊
8.5.1 水擊現象
8.5.2 水擊壓強計算
8.5.3 防止水擊危害的措施
本章小結
思考題
習題

9 明渠水流和堰流
9.1 明渠均勻流
9.1.1 明渠的分類
9.1.2 明渠均勻流的特徵
9.1.3 明渠均勻流的計算公式
9.2 明渠均勻流的最優斷面和允許流速
9.2.1 水力最優斷面
9.2.2 渠道允許流速
9.2.3 明渠均勻流的水力計算
9.3 明渠流的兩種流態與佛汝德數
9.3.1 緩流、急流和臨界流
9.3.2 佛汝德數
9.3.3 斷面單位能量和臨界水深
9.4 明渠恆定非均勻漸變流的微分方程
9.4.1 微分方程
9.4.2 水面曲線分析簡介
9.5 明渠非均勻漸變流水面曲線的計算
9.6 水躍與跌水
9.6.1 水躍及其計算
9.6.2 跌水
9.7 堰流
9.7.1 堰的定義和分類
9.7.2 薄壁矩形堰和三角形堰
9.7.3 寬頂堰
9.7.4 實用堰
9.7.5 小橋孔徑水力計算
本章小結
思考題
習題

10 滲流
10.1 滲流阻力定律
10.1.1 達西定律
10.1.2 素流的滲流阻力定律
10.1.3 滲透系數確定方法
10.2 單井的滲流計算
10.2.1 無壓恆定漸變滲流的基本公式
10.2.2 單井的滲流計算
10.3 滲流的基本微分方程和井群的滲流計算
10.3.1 滲流的基本微分方程
10.3.2 完全井的勢函數
10.3.3 井群的滲流計算
本章小結
思考題
習題
參考文獻