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流體力學(第2版)(簡體書)
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流體力學(第2版)(簡體書)

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商品簡介
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目次
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商品簡介

本書系統地闡明了流體力學的基本概念、基本理論和基本方法,并且涉及流動的各種基本形式,如管流、明渠流、射流及繞物體的流動。全書共13章,前面4章介紹了流體運動的基本概念、流體運動所遵循的方程和主要的求解方法,讓初學者對流體運動有所了解。第5章對工程中應用較多的相似理論做了較為詳細的闡述。后續章節從一元流動入手,通過對流體運動控制方程的簡化,逐步分析了黏性管流(第6章)、邊界層與繞流阻力(第7章)、明渠流動(第8章)、堰流及閘孔出流(第9章)、滲流(第10章)、紊流射流(第11章)、一元氣體動力學基礎(第12章)及流體機械基礎(第13章)。每一章均配有適量的例題與習題。
本書是一本工科院校流體力學的教學用書,可適用于建筑環境與設備工程、市政工程、環境工程、環境科學、土木工程及礦物資源工程等專業40~80學時的教學要求,也可作為有關專業科研人員及工程技術人員的參考書。?


名人/編輯推薦

《流體力學(第2版)》是一本工科院校流體力學的教學用書,可適用于建筑環境與設備工程、市政工程、環境工程、環境科學、土木工程及礦物資源工程等專業40~80學時的教學要求,也可作為有關專業科研人員及工程技術人員的參考書。

流體力學是研究流體靜止與運動下的規律以及流體與固體間相互作用的一門學科,其教學目標在于幫助學生了解流體受力及運動的基本原理,分析實際工程流動現象,掌握解決流動問題的基本方法。本書是面向一般工科院校的建筑環境與設備、給水排水、環境工程、環境科學及土木工程等專業的本科生教材。在長期的使用中,教材章節編排的靈活性及內容的可選擇性得到了師生的廣泛認可。本教材出版以來的教學實踐,使我們對教材的體系有了更進一步的認識,結合新形勢下的教育改革,針對拓寬專業、加強基礎、培養高素質人才的新要求,結合本次修訂在教材建設方面進行了新的嘗試。
我們認為流體力學作為專業基礎課,在不削弱傳統講授內容的同時,應盡量采用現代的觀念和方法來進行敘述。此外,還應注意流動現象數學模型的形成、簡化以及運用基本方程分析流動問題的過程,引導學生學以致用,為學生后續學習流體力學的高級課程打下基礎,同時也要有助于引導學生去閱讀流體力學的相關文獻。隨著科學技術的發展,特別是計算機技術的迅猛發展,使得計算流體力學,包括計算機模擬以及虛擬現實技術的廣泛應用,這些也需要在教材中有所反映。
在第二版中,我們首先對排版格式進行了較大改進,增加了版面寬度,在重點、難點及拓展內容所對應的位置處加入了題注,并留出一定的頁面空間供學生筆記。其次在內容上做了部分調整,將理想流體平面無旋運動內容縮減,與流體運動學內容合并;增加了能量方程和流動的數值求解簡介,體現了對流動問題完整的分析和求解過程,并以彩圖形式給出了本書所涉及的典型問題的CFD流動圖像;將動量矩方程部分擴充為新增的流體機械基礎一章;增添了英文關鍵詞和相關的高等數學內容,方便查閱。最后,第二版還特別注意了文字敘述的嚴謹和準確,對文字內容進行了進一步斟酌與潤色。
參加第二版修訂的有張鴻雁、張志政、崔海航,新增的第13章由崔海航編寫。西安建筑科技大學熱工流力教研室的周宇、常志英、朱軍等老師提供了部分素材,教研室的部分研究生在文字與插圖方面提供了幫助,第二版同樣得到西安建筑科技大學重點教材項目的資助,在此一并表示感謝。
盡管如此,修訂工作還需要加倍的努力以便對教材不斷地完善和改進。不足和不妥之處仍懇請批評指正。

目次

第1章 緒論??
1?1 流體力學及其任務??
1?1?1 固體與流體??
1?1?2 流體的連續介質假設??
1?1?3 流體力學及其任務??
1?2 流體的屬性??
1?2?1 流體的密度和容重??
1?2?2 流體的壓縮性和膨脹性??
1?2?3 流體的黏性??
1?2?4 表面張力??
1?2?5 汽化壓強??
1?3 作用在流體上的力??
1?3?1 表面力??
1?3?2 質量力??
1?4 物理量的單位與量綱?? 第1章 緒論??
1?1 流體力學及其任務??
1?1?1 固體與流體??
1?1?2 流體的連續介質假設??
1?1?3 流體力學及其任務??
1?2 流體的屬性??
1?2?1 流體的密度和容重??
1?2?2 流體的壓縮性和膨脹性??
1?2?3 流體的黏性??
1?2?4 表面張力??
1?2?5 汽化壓強??
1?3 作用在流體上的力??
1?3?1 表面力??
1?3?2 質量力??
1?4 物理量的單位與量綱??
習題??
第2章 流體運動學基礎??
2?1 流體運動的研究方法與分類??
2?1?1 研究流體運動的方法??
2?1?2 流體運動的分類??
2?1?3 流線與跡線??
2?2 流體微團運動的分解??
2?2?1 微團運動的分解??
2?2?2 微團運動的分析??
2?2?3 有旋運動和無旋運動??
2?3 平面無旋運動??
2?3?1 勢函數??
2?3?2 流函數??
2?3?3 平面無旋流動??
2?4 基本平面勢流??
2?4?1 均勻直線運動??
2?4?2 點源及點匯??
2?4?3 點渦??
2?5 勢流的疊加??
2?5?1 源環運動??
2?5?2 偶極流??
2?5?3 均勻直線流中的偶極流??
習題??
x流體力學(第二版)
第3章 流體靜力學??
3?1 流體靜壓強及其特性??
3?2 流體平衡微分方程??
3?2?1 流體平衡微分方程??
3?2?2 流體平衡微分方程的一般積分??
3?2?3 帕斯卡原理??
3?2?4 等壓面??
3?3 重力作用下的流體靜壓強??
3?3?1 流體靜力學基本方程??
3?3?2 靜止液體中的等壓面??
3?3?3 流體靜力學基本方程的意義??
3?4 壓強的度量與測壓儀表??
3?4?1 度量壓強的兩種基準??
3?4?2 壓強的度量單位??
3?4?3 液柱式測壓計??
3?5 液體的相對平衡??
3?5?1 勻加速水平直線運動中液體的平衡??
3?5?2 勻角速旋轉運動容器中液體的平衡??
3?6 靜止液體作用于平面壁和曲面壁上的總壓力??
3?6?1 靜止液體作用在平面壁上的總壓力??
3?6?2 靜止液體作用于曲面壁上的總壓力??
習題??
第4章 流體動力學基本方程??
4?1 連續性方程??
4?2 黏性流體運動微分方程式??
4?2?1 流體中任一點的應力??
4?2?2 以應力表示的運動微分方程??
4?2?3 應力應變率關系??
4?2?4 黏性流體運動微分方程??
4?3 流動問題的求解??
4?3?1 初始條件與邊界條件??
4?3?2 圓管層流的解析求解??
4?3?3 流動的數值求解簡介??
4?4 歐拉運動微分方程式??
4?5 理想流體微分方程的積分??
4?6 黏性流體的能量方程??
4?6?1 總能方程??
4?6?2 內能方程??
習題??
第5章 相似原理與量綱分析??
5?1 相似的基本概念??
5?2 方程分析法??
5?3 相似準數??
5?3?1 ?Re???
5?3?2 ?Fr???
5?3?3 ?Eu?與?St???
5?4 量綱分析法??
5?4?1 量綱分析??
5?4?2 π定理??
5?5 模型律??
5?5?1 π定理在確定相似判據中的應用??
5?5?2 完全相似和部分相似??
習題??
第6章 黏性管流??
6?1 一元流動模型??
6?2 一元流動基本方程??
6?2?1 連續性方程??
6?2?2 元流伯努利方程??
6?2?3 恒定總流伯努利方程??
6?2?4 恒定總流動量方程??
6?3 流動水頭損失??
6?3?1 流動阻力與水頭損失??
6?3?2 黏性流體的兩種流態??
6?3?3 均勻流方程??
6?4 圓管中的流動??
6?4?1 圓管中的層流??
6?4?2 紊流運動??
6?4?3 圓管中的紊流??
6?4?4 紊流沿程水頭損失??
6?4?5 非圓管的沿程水頭損失??
6?4?6 局部水頭損失??
6?5 有壓管流??
6?6 孔口及管嘴出流??
6?6?1 薄壁孔口的恒定自由出流??
6?6?2 薄壁孔口的恒定淹沒出流??
6?6?3 管嘴的恒定出流??
習題??
xii流體力學(第二版)
第7章 邊界層與繞流阻力??
7?1 邊界層概念??
7?1?1 邊界層的形成與發展??
7?1?2 邊界層的厚度??
7?2 邊界層微分方程式??
7?3 邊界層動量積分方程式??
7?4 平板層流邊界層??
7?5 平板紊流邊界層??
7?6 曲壁邊界層的分離??
7?7 繞流物體的作用力??
7?7?1 繞流阻力??
7?7?2 低雷諾數下微粒的運動??
習題??
第8章 明渠流動??
8?1 明渠概述??
8?1?1 棱柱形渠道的橫斷面??
8?1?2 明渠的底坡??
8?1?3 明渠水流受力分析??
8?2 明渠均勻流??
8?2?1 明渠均勻流的特征及形成條件??
8?2?2 明渠均勻流的基本公式??
8?2?3 明渠水力最優斷面和允許流速??
8?2?4 復式斷面明渠均勻流??
8?2?5 非均質渠道的綜合粗糙系數??
8?3 明渠均勻流的水力計算問題??
8?3?1 校核渠道的輸水能力??
8?3?2 設計渠道底坡??
8?3?3 設計渠道斷面尺寸??
8?4 無壓圓管均勻流??
8?4?1 無壓圓管均勻流的水力計算??
8?4?2 無壓圓管的水力最優充滿度??
8?5 明渠非均勻流概述??
8?5?1 斷面比能??
8?5?2 臨界水深??
8?5?3 臨界底坡??
8?5?4 明渠水流的三種流態??
8?6 水躍和水跌??
8?6?1 水躍??
8?6?2 水跌??
8?7 明渠恒定非均勻漸變流的微分方程??
8?8 棱柱形渠道中恒定非均勻漸變流水面曲線的分析??
8?8?1 順坡渠道(?i>0?)的水面曲線??
8?8?2 平坡渠道和逆坡渠道的水面曲線??
8?8?3 定性描繪水面曲線??
習題??
目 錄xiii
第9章 堰流與閘孔出流??
9?1 堰流??
9?1?1 堰流基本公式??
9?1?2 薄壁堰流的水力計算??
9?1?3 實用堰流的水力計算??
9?1?4 寬頂堰流的水力計算??
9?2 閘孔出流??
9?2?1 底坎為寬頂堰型的閘孔出流??
9?2?2 底坎為曲線型實用堰的閘孔出流??
習題??
第10章 滲流??
10?1 滲流基本概念??
10?1?1 重力水和巖土的滲透特性??
10?1?2 滲流分類??
10?1?3 滲流模型??
10?2 滲流達西定律??
10?3 地下水的漸變滲流分析??
10?3?1 地下水均勻流??
10?3?2 地下水漸變滲流??
10?4 集水廊道和井??
10?4?1 集水廊道??
10?4?2 完全潛水井??
10?4?3 完全自流井??
10?4?4 圓柱基坑排水??
10?5 井群??
10?5?1 完全潛水井群??
10?5?2 完全自流井群??
10?6 恒定滲流的微分方程??
習題??
xiv流體力學(第二版)
第11章 紊流射流??
11?1 無限空間紊流淹沒射流的結構??
11?2 圓斷面射流的運動分析??
11?3 紊流淹沒射流的溫度分析和濃度分析??
11?4 溫差射流與濃差射流的軌跡??
習題??
第12章 一元氣體動力學基礎??
12?1 基本概念??
12?1?1 理想氣體??
12?1?2 微弱擾動的傳播??
12?1?3 馬赫數、馬赫錐??
12?2 一元恒定氣體運動的基本方程??
12?2?1 連續性方程??
12?2?2 伯努利方程式??
12?2?3 能量方程式??
12?3 一元氣體等熵流動??
12?3?1 等熵滯止參數??
12?3?2 氣流絕熱運動的壓縮性影響??
12?3?3 絕熱氣流速度與形狀的關系??
12?4 氣體在管道中的運動??
12?4?1 圓管中氣體的等溫流動??
12?4?2 圓管中氣體的絕熱流動??
習題??
第13章 流體機械基礎??
13?1 流體機械概述??
13?2 離心式流體機械??
13?2?1 離心式流體機械的結構??
13?2?2 離心式流體機械的性能參數??
13?2?3 離心式流體機械的歐拉方程??
13?3 流體機械性能曲線??
13?3?1 流體機械的性能曲線??
13?3?2 無量綱性能曲線??
習題??
附錄??
附錄Ⅰ 矢量與場論基礎??
附錄Ⅱ 英漢關鍵詞??
附錄Ⅲ 梯形渠道水力計算圖解(1)??
附錄Ⅳ 梯形渠道水力計算圖解(2)??
主要參考文獻

書摘/試閱



時變加速度:空間指定位置上,速度對于時間的變化率,即空間某一指定位置(x,y,z)上,速度因時間t而異,單位時間內速度的變化稱作時變加速度,也稱當地加速度(local acceleration)。
位變加速度:指定時刻t內,質點速度將因所在位置的不同而不同,這種因位置的不同而引起的速度的變化叫做位變加速度,也稱遷移加速度(convective acceleration)。
用歐拉表示法描述的流體運動,實際上是將流動空間與數學中的“場(field)”聯系在一起,即用場的概念和場論討論流體力學問題。本書全部采用歐拉表示法。
2—1—2流體運動的分類
1.恒定流與非恒定流
如圖2—1所示,在水箱上裝一漸縮管,水由漸縮管中瀉出,觀測在漸縮管內的A與B兩點。可以看出,同一時刻,A、B兩點速度不同;同一點A,因箱內水面下降,A點速度也隨時間t而變化著,這種運動叫做非恒定流(unsteady flow)。如果水箱內的水面維持不變,這時A、B兩點的速度雖然不同,但對點A,它的速度卻是不因時間而變的。各物理量,僅因質點所在位置而異,不因時間£而變,這種運動稱為恒定流(steady flow)。倒定流的歐拉表達式中僅有(x,y,z)而無時間t,如比較恒定流與非恒定流,前者歐拉變數中沒有了時間變量t,從而使問題的求解大為簡化。

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