高等学校土木建筑专业应用型本科系列规划教材：流体力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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方达宪 编

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• 流体力学
• 土木工程
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• 工科
• 大学教材
• 水力学
• 流体机械

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564128159

版次：1

商品编码：10823711

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-07-01

用纸：胶版纸

页数：246

字数：409000

内容简介

《流体力学》根据教育部高等学校水力学及流体力学课程指导小组对土木类、环境类课程的基本要求，为满足高等学校对应用型人才培养模式、培养目标和课程体系等要求，编写了本教材。本书共分为10章：绪论，流体静力学，流体运动理论与动力学基础，流体阻力与能量损失，孔口、管嘴出流和有压管流，明渠流动，堰流，渗流，量纲分析和相似原理，可压缩气体的一元流动。
《流体力学》在编写过程中主要从流体力学课程的基础地位出发，考虑到与其他课程的联系。本书可作为应用型本科院校的土木工程、环境工程、建筑设备专业的教学用书，也可作为全国注册结构工程师流体力学考试参考书。

目录

1 绪论
1.1 流体力学的任务和研究对象
1.2 流体力学发展简史及在相关工程中的应用
1.3 流体的主要物理力学性质
1.4 作用在流体上的力
1.5 流体的力学模型
1.6 牛顿流体和非牛顿流体
1.7 流体力学的研究方法、课程性质、目的和要求

2 流体静力学
2.1 静止流体中压强的特性
2.2 流体平衡微分方程
2.3 重力作用下流体静压强的分布规律
2.4 压强的测量
2.5 流体的相对平衡
2.6 液体作用在平面上的总压力
2.7 作用在曲面上的液体压力

3 流体运动理论与动力学基础
3.1 流体运动的描述方法
3.2 流场的基本概念
3.3 连续性方程
3.4 恒定总流的伯努利方程
3.5 恒定总流的动量方程

4 流动阻力与能量损失
4.1 流动阻力与水头损失的分类
4.2 均匀流沿程水头损失与切应力的关系
4.3 流体运动的两种流态
4.4 圆管层流运动
4.5 紊流运动的特征
4.6 紊流的沿程水头损失
4.7 局部水头损失
4.8 边界层与绕流阻力

5 孔口、管嘴出流和有压管流
5.1 孔口恒定出流
5.2 管嘴恒定出流
5.3 短管的水力计算
5.4 长管的水力计算
5.5 管网水力计算基础
5.6 有压管道中的水击

6 明渠流动
6.1 概述
6.2 明渠恒定均匀流
6.3 无压圆管均匀流
6.4 明渠恒定非均匀流

7 堰流
7.1 堰流的定义及分类
7.2 堰流的基本公式
7.3 薄壁堰
7.4 实用堰
7.5 宽顶堰
7.6 小桥孔径水力计算

8 渗流
8.1 概述
8.2 渗流基本定律
8.3 恒定无压渗流
8.4 井的渗流
8.5 渗流对建筑物安全稳定的影响
8.6 流网及其在渗流计算中的应用

9 量纲分析和相似原理
9.1 量纲
9.2 量纲分析法
9.3 相似理论基础
9.4 模型实验

10 可压缩气体的一元流动
10.1 可压缩气体的一些基本概念
10.2 理想气体一元恒定流动的基本原理
10.3 可压缩气体管道流动参考文献

前言/序言

好的，这是一份针对您的教材《高等学校土木建筑专业应用型本科系列规划教材：流体力学》的图书简介，重点突出其应用型、针对土木建筑专业的特点，并详述其内容结构和特色，旨在向读者全面介绍该教材的价值和定位。 图书简介：高等学校土木建筑专业应用型本科系列规划教材：流体力学 面向应用，精研实践：土木建筑领域的流体力学学习新范式 本书是“高等学校土木建筑专业应用型本科系列规划教材”中的一册，专为我国应用型本科院校的土木工程、建筑学、建筑环境与能源应用工程、给排水科学与工程等相关专业学生量身打造。我们深知，对于未来的工程师而言，流体力学不仅仅是一门理论知识，更是解决实际工程问题、确保结构安全与环境舒适的关键工具。因此，本教材的设计核心在于“应用型”与“实践导向”，力求在扎实的理论基础上，深度融合土木建筑领域的经典案例与前沿工程需求。 核心特色与编写理念 本教材的编写遵循了“理论够用、应用突出、注重能力培养”的原则，旨在构建一座连接基础科学与工程实践的桥梁。 1. 紧密贴合专业需求： 不同于传统流体力学教材的广博而宏大，本书将内容聚焦于土木建筑工程师在职业生涯中最常遇到的流体现象和计算需求。从最基础的静水压力、流体运动学，到管道输水、渠道水流，再到与建筑环境密切相关的对流换热与动量传递，每一个章节的设置都紧密围绕工程实际展开。例如，在讨论水击现象时，我们会详细分析长输水管道中阀门关闭对泵站设备可能造成的冲击载荷；在介绍边界层理论时，我们会探讨风荷载作用下高层建筑的绕流效应。 2. 强化计算与分析能力： 作为应用型教材，强调“会算、会用”是我们的首要目标。书中包含了大量针对性的例题和习题，这些习题不仅严格遵循经典流体力学原理，更融入了工程设计中的典型工况。例如，计算城市供水管网的能耗损失、分析地下室渗漏的压力梯度、模拟暖通空调系统中的气流组织效率等。我们提供清晰的解题步骤和思路引导，帮助学生从物理情境的抽象到数学模型的建立，再到最终数值结果的工程解读，形成完整的分析链条。 3. 突出工程化软件应用基础： 在当代工程实践中，数值模拟已成为解决复杂流体问题的核心手段。本书在介绍理论的同时，适当地引入了与工程软件（如有限元/差分方法基础）相关的概念介绍，引导学生理解计算流体力学（CFD）的基本思想。我们不深入复杂的编程细节，而是侧重于指导学生如何根据实际工程需求，选择合适的物理模型、设置合理的边界条件，并正确地解读数值计算结果，为后续学习专业CAE软件打下坚实的理论基础。 4. 图像化与可视化教学： 流体力学是高度依赖空间想象力的学科。为克服抽象公式带来的理解障碍，本书大量采用了高质量的工程示意图、流程图、等值线图以及流线图。这些可视化工具不仅帮助学生直观地把握复杂的流动形态（如空化、湍流、分层流动），也便于教师在课堂上进行生动的演示和讲解。 章节内容概览 本书内容结构严谨，循序渐进，主要涵盖以下核心模块： 第一部分：流体力学基础与静力学 绪论： 明确流体力学的学科地位、研究对象及其在土木建筑工程中的应用场景。 流体运动学： 介绍流体的基本性质、描述流体运动的方法（拉格朗日与欧拉描述），并重点讲解流线、迹线、和脉线，以及描述流场的基本几何量。 流体静力学： 详细阐述压力、压强、液柱测压原理，重点讲解作用在平面、曲面上的静水总压力计算，以及浮力、稳度等与建筑结构基础设计相关的知识点。 第二部分：流体动力学基础方程 流体动力学基本方程： 建立质量守恒（连续性方程）、动量守恒（Navier-Stokes方程的物理意义）和能量守恒方程。 理想流体运动方程： 推导并应用伯努利方程及其在工程中的简化形式，强调其在定性分析和初步估算中的作用。 粘性流体运动： 引入粘性概念，解释牛顿内摩擦定律，并初步探讨粘性对流体运动边界条件的影响。 第三部分：管流与渠道流 管道中的定常流动： 深入讲解摩擦阻力、沿程损失与局部损失的计算方法。重点讲解水头损失、有效水头以及管路系统的水力设计原则。 泵与工程设备： 介绍离心泵的工作原理、性能曲线的绘制与应用，以及如何根据工程需求（如城市二次供水、消防系统）选择合适的泵型和工作点。 均匀流与非均匀流（渠道）： 介绍明渠水流的基本概念，如临界流、均匀流的判别，并结合水利工程和城市雨洪排放进行应用分析。 第四部分：相似理论与流动分析 量纲分析与相似理论： 阐述量纲分析的方法，重点介绍雷诺数（Re）、弗劳德数（Fr）等无量纲参数的物理意义及其在水工模型试验中的应用，指导学生如何进行工程缩尺设计与结果换算。 流动机理分析： 讨论边界层、分离流、尾流等复杂流动机理，并将其与建筑表面风压分布、结构物绕流等问题联系起来。 本教材的适用对象 本书非常适合作为土木工程、建筑学、城市地下空间工程、给排水工程、建筑环境与能源应用工程等专业大二或大三学生的主干教材。同时，它也适用于工程技术人员进行在职专业知识更新与复习，尤其对于需要接触水利、暖通、消防等专业交叉领域的工程师，本书提供了系统而实用的理论支撑和计算工具。 通过系统学习本书内容，学生将能熟练掌握流体力学的基本原理，建立科学的工程思维模型，具备独立分析和解决土木建筑领域常见流体问题的能力，为未来走向工程设计、施工管理和运营维护岗位奠定坚实的知识基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，选择一本合适的教材，对于学习一门复杂的学科至关重要，尤其是在高等学校这样一个关键的学习阶段。我近期接触到的这本《流体力学》就给我留下了深刻的印象，它在结构安排和内容呈现上都显得颇具匠心。首先，该书的章节划分非常合理，从基础的流体静力学，逐步深入到流体动力学，再到更为复杂的流动分析，逻辑性极强，能够帮助读者循序渐进地掌握知识体系。 在理论阐述方面，本书并非简单罗列公式，而是注重对每个概念的物理意义进行深入剖析。例如，在讲解“量纲分析”时，作者不仅仅给出了分析的方法和步骤，还详细阐述了其在简化复杂流动问题、指导实验设计中的重要作用，并引用了几个典型的工程实例，说明了如何通过量纲分析来确定影响流动特性的关键无量纲参数，这对于我理解理论的实用价值起到了非常大的帮助。 此外，书中对数学工具的应用也把握得恰到好处。它在引入必要的数学方法时，会先回顾相关的数学知识，或者给出简明的说明，确保读者不会因为数学上的障碍而影响对流体力学本身的理解。它没有回避数学的严谨性，但又避免了过度深奥的数学推导，使得工程专业的学生能够更专注于理解其物理内涵和工程应用。 我特别喜欢书中关于“相似性原理”的讲解。作者通过对比不同尺度的流动现象，形象地解释了相似准则的重要性，并以飞机模型在风洞中的试验为例，说明了如何通过相似性原理将小规模试验的结果放大应用于实际工程设计。这种从宏观到微观、从理论到实践的层层递进，让我在学习过程中感受到知识的连贯性和实用性。 总的来说，这本《流体力学》在理论的深度与广度、逻辑的严谨性与易读性之间找到了一个很好的平衡点，它既能满足专业学习的严谨要求，又能有效地帮助读者建立起扎实的流体力学知识框架，为将来的工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的教材不仅仅是知识的载体，更是引导学生思考、激发兴趣的火种。而这本《流体力学》无疑具备这样的特质。我作为一名应用型本科专业的学生，一直以来都希望能够学到那些能够直接应用到实际工作中的知识，而不是那些纯粹的理论推导。《流体力学》恰恰满足了我的这一需求。 这本书的语言风格非常务实，它避免了过于学术化的表达，而是用一种更加通俗易懂的方式来解释复杂的流体力学概念。比如，在讲解“明渠流”的时候，作者并没有上来就抛出曼宁公式，而是先描述了河流、渠道等实际场景中流体运动的特点，然后才逐步引入相关的公式和计算方法。这种方式让我感觉非常亲切，仿佛是在和一位经验丰富的工程师交流。 更重要的是，本书在内容编排上，非常注重培养学生的工程思维。它不仅仅是告诉我们“是什么”，更重要的是教会我们“为什么”和“如何做”。例如，在介绍“流体输送机械”时，书中详细比较了不同类型水泵（如离心泵、轴联泵）的结构特点、性能曲线以及适用范围，并结合实际工程案例，分析了在特定条件下如何选择最优的水泵类型。这种深入的分析，让我们能够更好地理解不同设备之间的差异，并为将来的工程实践提供指导。 我也很欣赏本书在“不确定性分析”方面的探讨。在工程实践中，流体参数往往存在一定的变数，如何评估这些变数对计算结果的影响，并做出合理的决策，是工程师必须掌握的技能。本书通过一些简单的例子，向我们展示了如何进行简单的不确定性分析，以及理解其在工程设计中的重要性。这让我认识到，理论学习的最终目的，是为了更好地应对现实世界中的不确定性。 总而言之，这本《流体力学》是一本非常有价值的教材。它不仅为我们提供了扎实的流体力学知识，更重要的是，它通过贴近实际的案例和务实的讲解，培养了我们的工程思维和解决实际问题的能力。这本书让我受益匪浅，也对我在未来的学习和工作充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的太惊喜了！我是一名大二的土木学子，之前对流体力学一直头疼不已，觉得那些公式和理论抽象得让人抓狂，每次上课都感觉像在听天书。直到我偶然翻到了这本《流体力学》，简直就像打开了新世界的大门！这本书最大的亮点在于它“应用型”的定位，它不是那种死板地堆砌理论的教材，而是从实际工程问题出发，把那些复杂的流体力学概念和公式都变得生动形象。 比如，讲到伯努利方程的时候，它并没有直接抛出一堆数学推导，而是从我们身边常见的场景入手，比如河水的流速和水位变化，或者喷雾器的工作原理。通过这些鲜活的例子，我一下子就理解了动能、势能和压力之间的相互转换是如何影响流体行为的。书里还穿插了很多图示，那些插画的质量非常高，把抽象的流体流动过程可视化了，我感觉自己就像在实验室里亲眼看着水流在管道中运动一样，这种直观的感受是任何文字描述都无法比拟的。 而且，这本书的语言风格也非常友好，不像有些教材那样晦涩难懂。作者用了大量的类比和生动的故事来解释概念，读起来一点都不枯燥，甚至有时还会让人会心一笑。例如，在讲解粘性概念的时候，作者把不同粘度的流体比作蜂蜜和水，形象地说明了它们流动时的阻力差异，让我一下子就记住了这个知识点。 最让我感到贴心的是，书中还提供了大量的习题，而且这些习题都是紧密结合实际工程应用的。比如，有些题目会让我们计算桥梁在水流冲击下的受力，或者水泵的效率问题，这些都是我们将来毕业后可能会遇到的实际工作内容。通过做这些题目，我不仅巩固了课堂上学到的知识，更重要的是，我开始思考如何将流体力学理论应用到解决实际问题中去，这让我对自己的专业学习充满了信心。 总的来说，这本书是我在学习流体力学过程中遇到的一个重要转折点。它成功地将一门看似枯燥的学科变得有趣且易于理解，并且充分地体现了“应用型”的教学理念，让我不仅学到了知识，更培养了解决实际工程问题的能力。我非常推荐所有土木建筑专业的同学都来看看这本书，相信你也会和我一样，爱上流体力学的！

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的非常喜欢，它是我在整个大学生涯里遇到的，关于流体力学最接地气的教材了。作为一名土木工程专业的学生，我一直觉得流体力学理论和实际工程之间似乎隔着一层纱，很难真正地将它们融会贯通。但是，这本《流体力学》恰恰解决了这个问题。它最显著的优点在于，它的内容紧密围绕着“应用型本科”的培养目标来展开，每一个知识点都力求与实际工程应用相结合，而不是孤立地存在。 比如，书中在讲解“孔口出流”的时候，它不仅仅是给出流量计算公式，更是分析了不同形状孔口对出流速度和流量的影响，并且还会讨论在实际工程中，比如水库泄洪、水泵抽水等场景下，孔口形状选择的重要性，以及如何通过优化孔口设计来提高效率、减少损失。这种从理论到应用，再到优化的逻辑链条，让我对知识的理解更加深入和全面。 另一个让我印象深刻的是，书中对于“水锤现象”的讲解。它没有简单地给出水锤产生的数学模型，而是通过分析水管系统中阀门关闭或者水泵突然停止工作时，压力波如何传播，对管道系统造成的巨大冲击，甚至会导致管道破裂。然后，书中会介绍如何通过安装缓闭阀、膨胀水箱等装置来有效地减缓水锤效应。这种深入分析问题根源并给出解决方案的做法，让我觉得这本书真正地教给了我解决实际工程问题的思路和方法。 而且，这本书在排版设计上也做得非常用心。大量的图表、示意图，让原本复杂的流体运动过程变得清晰可见。我尤其喜欢书中关于“流场可视化”的部分，用各种图例展示了不同情况下的流场分布，让我能够直观地感受到流体的速度、压力等变化。这种视觉化的呈现方式，极大地降低了学习难度，也增强了学习的趣味性。 总而言之，这本《流体力学》是我认为一本非常优秀的教材。它成功地将流体力学理论与土木建筑工程的实际应用紧密结合，帮助我们这些应用型本科学生建立起扎实的专业知识和解决工程实际问题的能力。我强烈推荐这本书给所有相关专业的同学。

评分☆☆☆☆☆

我最近在学习《流体力学》这本教材，说实话，一开始我对这门课的预期不高，毕竟流体力学听起来就不是那么容易驾驭的学科。然而，这本书带给我的感受完全超出了我的想象，它真的让我对流体力学产生了浓厚的兴趣。这本书的一大特色就是它的“案例驱动”式教学法。它不像很多传统教材那样，先讲一大堆理论，再勉强套用几个例子，而是直接从一个引人入胜的工程问题切入，然后逐步引导我们去理解解决这个问题所需要的流体力学原理。 比如，当讲到“流体绕流”的时候，书中并没有直接给出纳维-斯托克斯方程，而是先展示了一个关于桥墩为什么会产生涡流、以及这些涡流如何影响桥梁结构稳定性的案例。通过这个生动的案例，我们立刻就被吸引住了，然后作者才开始解释为什么会出现这种涡流，以及如何利用流体力学来分析和预测这种现象。这种方式让我感觉我不是在被动地学习知识，而是在主动地探索问题、解决问题，这种参与感非常强。 书中对“边界层理论”的讲解也给我留下了深刻的印象。作者用非常形象的比喻，把边界层比作流体在固体表面运动时，由于粘性作用而形成的一个“特殊区域”，就像空气拂过翅膀表面，会形成一层紧贴表面的“粘滞层”。然后，通过分析这个边界层的厚度、速度分布等，来理解整个流动的特性。这种具象化的解释，比干巴巴的数学公式更容易让人理解。 此外，这本书在习题设计上也很有特色。它的习题不仅仅是计算题，还包含了很多分析题和设计题，鼓励我们去思考流体力学原理在不同工程场景下的应用，甚至可以让我们尝试提出一些改进方案。这让我觉得，流体力学不再是抽象的理论，而是能够指导工程实践的有力工具。 总而言之，这本《流体力学》以其创新的教学方法和贴近工程实际的内容，极大地激发了我学习的积极性和主动性。它让我深刻体会到，学习一门学科的关键在于理解其背后的逻辑和应用价值，而这本书恰恰在这方面做得非常出色。