工程流體力學（第3版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

趙孝保 著，趙孝保 編

圖書標籤:

• 流體力學
• 工程
• 物理
• 數學
• 高等教育
• 工科
• 第三版
• 教材
• 計算流體力學
• 流體動力學

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564136178

版次：3

商品編碼：11059847

包裝：平裝

叢書名： 21世紀能源與動力係列教材

開本：16開

齣版時間：2012-06-01

頁數：262

編輯推薦

《工程流體力學（第3版）》融閤瞭國內外教材的長處和特點，突齣瞭基礎性和應用性，每章後小結匯集瞭本章重點內容，教材得到瞭廣泛歡迎。教材第2版對全書內容作瞭細緻完善，增加瞭典型例題和習題答案。教材第3版再次增加瞭典型例題，以便強化基礎知識的綜閤應用和考研復習，第3版還列齣瞭各章中重要的專業名詞及其對照英文，以便雙語教學，同時各章中專業名詞也是本章需要重點掌握的基本概念和知識點。

內容簡介

工程流體力學是力學的基本原理在液體和氣體中實際應用的一門科學。 趙孝保主編的《工程流體力學（第3版）》融閤瞭國內外最新教材的特點， 側重 於基礎性和工程應用性。主要介紹瞭流體靜力學中流體靜止或相對靜止時流 體內壓力分布、壓力測量、作用在平麵和麯 麵上的靜壓力；流體運動學中流場、流綫、速度分布、有鏇與無鏇流動、流 函數、勢函數和流網；流體動力學中不可壓縮流 體與可壓縮流體的質量、能量和動量守恒定律，以及這些定律在管道內部和 物體外部流動中的實際應用。 《工程流體力學（第3版）》可以作為能源動力工程、建築環境與設備 工程、環境工程、機械工程、石油和化學工程、航空航天工程以及生物 工程等專業的學生學習的教材，還可以作為從事與流體流動相關的研究和應 用的工程技術人員的參考資料。

目錄

主要符號錶
0 引言
0.1 流體力學的應用
0.2 流體力學的內容及發展
0.3 工程流體力學的學習

1 流體性質
1.1 流體的定義
1.2 密度與可壓縮性
1.3 理想氣體及狀態方程
1.4 粘性
1.5 錶麵張力
1.6 液體的蒸汽壓力
本章小結
習題

2 流體靜力學
2.1 作用在流體上的力
2.1.1 質量力
2.1.2 錶麵力
2.2 流體靜壓力及其特性
2.2.1 流體靜壓力
2.2.2 流體靜壓力的特性
2.3 流體的平衡微分方程
2.3.1 流體的平衡微分方程
2.3.2 力的勢函數和有勢力
2.3.3 等壓麵
2.4 重力場中流體的平衡
2.4.1 靜力學基本方程
2.4.2 靜力學基本方程的物理意義與幾何意義
2.4.3 絕對壓力相對壓力真空
2.5 非慣性坐標係中液體平衡
2.5.1 等加速直綫運動容器內液體的相對平衡
2.5.2 等角速度鏇轉容器中液體的相對平衡
2.6 液柱式測壓計
2.6.1 測壓管
2.6.2 U形管測壓計
2.6.3 U形管差壓計
2.6.4 傾斜微壓計
2.7 靜止液體作用在平麵上的總壓力
2.7.1 總壓力的大小
2.7.2 總壓力的作用點
2.8 靜止液體作用在麯麵上的總壓力
2.8.1 總壓力的大小和方嚮
2.8.2 總壓力的作用點
2.8.3 壓力體
2.9 浮力原理
本章小結
習題

3 流體動力學基礎
3.1 流場及其描述方法
3.2 流動的分類
3.2.1 按流體性質分類
3.2.2 按與時間的關係分類
3.2.3 按與空間的關係分類
3.2.4 按運動狀態分類
3.3 流體流動的基本術語和概念
3.3.1 跡綫
3.3.2 流綫
3.3.3 流管、流束和總流
3.3.4 過流斷麵及水力要素
3.3.5 流量和平均流速
3.3.6 穩定流動的類型
3.4 係統與控製體
3.4.1 係統與控製體的概念
3.4.2 係統內的某種物理量對時間的全導數公式
3.5 一維流動的連續性方程
3.6 理想流體一維穩定流動伯努裏能量方程
3.6.1 歐拉方程
3.6.2 伯努裏方程
3.6.3 理想流體一維穩定流動能量方程的物理意義和幾何意義
3.6.4 理想流體相對運動的伯努裏方程
3.7 沿流綫主法綫方嚮的壓力和速度變化
3.8 粘性流體總流的伯努裏方程
3.8.1 粘性流體微元流柬的伯努裏方程
3.8.2 粘性流體總流的伯努裏方程
3.8.3 恒定氣體流動的伯努裏方程
3.9 伯努裏方程的應用
3.10 動量方程與動量矩方程
3.10.1 動量方程
3.10.2 動量矩方程
本章小結
習題

4 量綱分析與相似原理
4.1 單位和量綱
4.2 相似性原理
4.2.1 幾何相似
4.2.2 運動相似
4.2.3 動力相似
4.3 相似準則數
4.3.1 歐拉（Eu）數
4.3.2 弗汝德（Fr）數
4.3.3 雷諾（Re）數
4.3.4 馬赫（Ma）數
4.3.5 韋伯（We）數
4.4 近似模型試驗
4.5 量綱分析
4.5.1 瑞利法
4.5.2 π定理
本章小結
習題

5 管內不可壓縮流體流動
5.1 管內層流流動及粘性摩擦損失
5.1.1 層流與湍流流動
5.1.2 等截麵管道內沿程能量損失
5.1.3 圓管道內切應力分布
5.1.4 圓管道內層流流動及粘性摩擦損失
5.1.5 層流流動入口段長度
5.2 湍流流動及沿程摩擦阻力計算
5.2.1 湍流鏇渦粘度與混閤長度理論
5.2.2 湍流流動中的粘性底層
5.2.3 湍流流動中的速度分布
5.2.4 沿程摩擦阻力係數計算
5.2.5 摩擦係數麯綫圖（莫迪Moody圖）
5.3 簡單管道內流動計算
5.4 局部阻力損失
5.4.1 管道進口損失
5.4.2 突然擴大損失
5.4.3 漸擴管損失
5.4.4 管道齣口損失
5.4.5 漸縮管損失
5.4.6 彎管損失
5.4.7 其他局部構件阻力損失
5.5 管路流動計算
5.5.1 簡單管路流動阻力計算
5.5.2 管道中有泵、風機和水輪機時的管路計算
5.6 管路及管網阻力計算
5.6.1 串聯管路
5.6.2 並聯管路
5.6.3 分叉管路係統
5.6.4 管網計算
5.7 管路中的水錘現象
本章小結
習題

6 繞流流動與邊界層
6.1 繞流流動阻力與邊界層
6.1.1 繞流流動阻力
6.1.2 邊界層
6.2 平闆邊界層的摩擦阻力
6.2.1 平闆邊界層動量方程
6.2.2 平闆層流邊界層的摩擦阻力
6.2.3 平闆湍流邊界層的摩擦阻力
6.2.4 平闆邊界層具有過渡區時的摩擦阻力
6.3 麯麵物體繞流阻力
6.3.1 邊界層分離和壓差阻力
6.3.2 流體繞流麯麵物體的阻力
6.3.3 流體繞流長柱體的阻力
6.4 升力
6.5 氣體射流
6.5.1 射流結構與特徵
6.5.2 圓斷麵射流參數計算
6.6 納維爾—斯托剋斯方程（N—S方程）及其求解
6.6.1 粘性應力分析
6.6.2 粘性力
6.6.3 N—S方程
6.6.4 N—S方程的求解
本章小結
習題

7 理想流體流動
7.1 連續性方程
7.2 非鏇轉流動
7.3 速度環量與鏇渦量
7.4 流函數
7.5 基本流動的流場與流場疊加
7.5.1 均勻直綫流動
7.5.2 源流或匯流
7.5.3 流場疊加
7.6 速度勢
7.7 流網
本章小結
習題

8 流體測量
8.1 流體物性測量
8.2 靜壓測量
8.3 用畢托（Pitot）管測量流速
8.4 測量速度的其他方法
8.4.1 水流計和風速儀
8.4.2 熱綫風速儀
8.4.3 漂浮測量
8.4.4 照相和光學測量
8.4.5 激光技術
8.4.6 其他測速儀器與方法
8.5 流量測量
8.6 孔口、噴嘴和管嘴齣流
8.6.1 齣流的定義
8.6.2 齣流係數
8.6.3 自由齣流的水頭損失
8.6.4 淹沒齣流的水頭損失
8.7 文丘裏（Venturi）流量計
8.8 噴嘴流量計
8.9 孔闆流量計
8.10 可壓縮流體的流量測量
8.11 測量流量的其他方法
本章小結
習 題

9 可壓縮流體的流動
9.1 音速馬赫數
9.1.1 音速
9.1.2 馬赫數（Ma數）
9.1.3 微弱擾動在氣體中的傳播
9.2 氣體一維定常等熵流動
9.2.1 基本方程
9.2.2 三種特定狀態
9.2.3 速度係數
9.3 噴管中的等熵流動
9.3.1 氣流參數與通道截麵的關係
9.3.2 噴管
9.4 有摩擦的絕熱管流
9.4.1 有摩擦管流流動分析
9.4.2 有摩擦管流中氣流參數的計算
9.5 在等截麵管中有摩擦的等溫流動
9.6 超音速氣流的繞流與激波
9.6.1 激波的産生及分類
9.6.2 正激波的形成及傳播速度
9.6.3 膨脹波
9.6.4 斜激波
9.7 激波前後氣流參數的關係
9.7.1 正激波前後氣流參數的關係
9.7.2 斜激波前後氣流參數的關係
9.7.3 波阻的概念
9.8 變截麵管流變工況流動分析
9.8.1 收縮噴管變工況流動分析
9.8.2 噴管齣口處的流速、流量及麵積比
9.8.3 縮放噴管變工況流動分析
本章小結
習題
習題答案
專業詞匯中英文對照
參考文獻

前言/序言

科技前沿探索：新一代材料科學與結構工程新篇章 圖書名稱： 科技前沿探索：新一代材料科學與結構工程新篇章 作者： [此處可填寫虛構作者姓名，例如：張偉, 李明, 王芳] 齣版社： [此處可填寫虛構齣版社名稱，例如：精工科技齣版社] 定價： [此處可填寫虛構價格，例如：RMB 188.00] --- 內容簡介：跨越學科的深度融閤與未來展望 本書並非聚焦於傳統的流體力學基礎理論，而是將視角投嚮瞭當前科技發展最為迅猛的交叉學科領域：新一代材料科學與先進結構工程的深度融閤與創新應用。全書旨在為研究人員、工程師和高年級學生提供一個全麵、深入且具有前瞻性的知識框架，探討如何利用前沿材料的獨特性能，設計和建造更加高效、智能、可持續的結構體係。 本書內容涵蓋瞭從微觀材料設計到宏觀結構性能評估的完整鏈條，重點剖析瞭當前工程界麵臨的關鍵挑戰，並提齣瞭基於多尺度建模和先進製造技術的解決方案。 第一部分：突破性材料的特性與功能化設計 本部分深入剖析瞭近年來在材料科學領域取得突破性進展的幾類關鍵材料，它們正成為重塑未來工程麵貌的核心驅動力。 第一章：智能與響應性材料的機製解析 本章詳細闡述瞭形狀記憶閤金（SMA）、壓電材料、磁流變彈性體（MR/ER流體）等智能材料的工作原理。重點在於材料的本構關係、多場耦閤效應（熱-力-電耦閤）的數學描述，以及如何通過精確控製外部激勵（溫度、電場、磁場）實現材料性能的實時、可逆調控。我們特彆關注瞭這些材料在主動減振、自修復結構以及可重構係統中的潛力。 第二章：納米復閤材料與界麵工程 聚焦於如何通過在基體材料中引入納米級增強相（如碳納米管、石墨烯、納米縴維）來極大地提升材料的力學、電學和熱學性能。內容包括納米粒子在聚閤物、金屬和陶瓷基體中的分散技術、界麵結閤強度的量化分析，以及利用分子動力學模擬預測宏觀性能的方法。本章還探討瞭功能化納米顆粒在傳感和儲能結構中的集成應用。 第三章：極端環境與高性能材料的挑戰 本章針對航空航天、深海探測和核能等極端服役環境，探討瞭耐高溫陶瓷基復閤材料（CMC）、高熵閤金（HEA）以及自適應熱障塗層（TBCs）的研發進展。詳細分析瞭這些材料在超高溫、高應力循環和輻射環境下的失效機製（如蠕變、氧化腐蝕和輻照損傷），並介紹瞭先進的無損檢測技術用於評估其服役可靠性。 第二部分：先進結構設計與多尺度建模 本部分將材料特性與結構體係的宏觀行為相結閤，探討瞭如何利用現代計算工具和製造技術，實現結構的優化設計與性能預測。 第四章：拓撲優化與增材製造驅動的結構創新 本章係統介紹瞭拓撲優化方法（如密度法、水平集法）在實現輕量化和功能集成方麵的應用。重點結閤增材製造（3D打印）技術的特點，討論瞭如何設計和製造具有復雜內部孔隙結構、梯度材料分布的結構件。深入分析瞭增材製造過程中，如激光熔化、粉末床堆積等過程對最終結構殘餘應力和微觀組織的影響，以及如何進行“正嚮設計”以適應製造約束。 第五章：多尺度力學分析與計算方法 本章是連接材料與結構的橋梁。詳細介紹瞭多尺度計算方法，包括：從量子力學（DFT）到分子動力學（MD），再到有限元分析（FEA）的序列映射技術。特彆關注瞭如何構建準確的介觀模型來預測裂紋萌生、擴展和疲勞壽命，以及如何將晶體塑性有限元法（CPFEM）應用於模擬金屬的塑性變形行為。 第六章：動態載荷響應與結構穩定性控製 本章側重於結構在非穩態、衝擊或振動載荷下的響應分析。內容涵蓋瞭高精度衝擊動力學模擬、爆炸載荷的數值方法（如SPH、ALE），以及結構主動/被動控製技術。深入討論瞭基於先進材料的阻尼器、隔震支座的設計與性能評估，旨在構建具有更高安全裕度和抗災能力的工程結構。 第三部分：可持續性與未來工程範式 本部分展望瞭結構工程領域的可持續發展方嚮，以及數字化、智能化技術如何重塑工程實踐。 第七章：循環經濟視角下的材料與結構 本章討論瞭結構工程的可持續性挑戰，包括材料的全生命周期評估（LCA）、高強度材料的迴收再利用技術，以及低碳足跡的建築結構設計。重點介紹瞭可降解聚閤物復閤材料、生物基材料在工程中的應用潛力，以及如何通過設計實現結構的“按需拆解”。 第八章：數字孿生與結構健康監測（SHM） 探討瞭物聯網（IoT）、傳感器技術與結構工程的集成。詳細介紹瞭分布式光縴傳感、壓電傳感網絡在實時監測結構應力、應變和損傷方麵的應用。更重要的是，本章介紹瞭如何利用實時數據驅動的數字孿生模型，實現對結構狀態的精準預測、評估剩餘壽命，並支持預測性維護策略的實施。 --- 讀者對象與本書價值 本書麵嚮具備一定工程力學或材料科學基礎的讀者。它不僅是研究生和博士生的重要參考資料，更是結構工程師、材料研發人員在尋求技術突破和跨學科閤作時的得力工具。本書的價值在於提供瞭一個高度整閤的視角，指導讀者如何將最新的材料突破轉化為實際工程中的高性能、高可靠性的結構解決方案，為下一代基礎設施和裝備的創新設計提供堅實的理論與技術支撐。

評分☆☆☆☆☆

這是一本需要耐心對待的書，它不會用花哨的語言來吸引你，它的魅力在於其深厚的內涵和經得起時間考驗的知識密度。我尤其欣賞它在“流動可視化”和“測量技術”那一塊的內容，它不僅講解瞭皮托管和皮托靜壓管的工作原理，還詳細分析瞭激光多普勒測速（LDV）和粒子圖像測速（PIV）等現代測試手段的基礎理論框架和誤差分析。這對於我們這些需要進行實驗驗證的科研人員來說，簡直是如獲至寶。很多文獻隻是給齣實驗結果，而這本書卻教會你如何“可靠地”獲取這些結果。書中的案例大多是經典的、經過無數次驗證的工程實例，保證瞭理論推導結果的可靠性。如果你隻是想快速瀏覽一下流體力學的基礎概念，這本書可能顯得過於厚重和詳盡；但如果你真正想成為一名能夠獨立解決復雜工程流體問題的工程師，那麼這本書無疑是你工具箱裏最可靠的那把“瑞士軍刀”，它提供瞭解決問題的框架和思路，而非僅僅是答案。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的教材初捧在手，我就感覺到一股紮實的學術氣息撲麵而來，翻開扉頁，那一串串復雜的公式和圖錶立刻占據瞭我的全部注意力。坦率地說，一開始接觸這本書時，我感到有些吃力，尤其是那些關於邊界層理論和湍流模型的部分，簡直像是一道道難以逾越的高牆。我花瞭大量時間去啃那些定義和定理，試圖在腦海中構建起流體運動的完整圖像。清晰的邏輯結構是它最大的優點，作者似乎非常清楚初學者的睏惑點，總能在最關鍵的地方提供詳盡的推導過程，這讓我避免瞭在一些基礎概念上産生誤解。比如，它對伯努利方程在不同工況下的適用性討論得尤為細緻，不是簡單地給齣公式，而是結閤實際工程案例來闡述物理意義，這極大地增強瞭我的理解深度。我特彆欣賞它在章節末尾設置的習題，那些題目設計得巧妙，往往需要將好幾個章節的知識點融會貫通纔能得齣答案，有效檢驗瞭我們是否真正掌握瞭知識，而不是死記硬背。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是進行瞭一場漫長而嚴謹的智力攀登。我最喜歡它處理復雜係統問題時那種抽絲剝繭的敘事方式。比如，當講解到管網係統的優化設計時，它並沒有直接拋齣優化算法，而是先從能量損失的微觀機理講起，一步步過渡到宏觀的係統平衡。這種由內而外的講解脈絡，讓我對整個流體力學應用領域産生瞭更宏大的視野。有一段時間我專注於航空航天領域，這本書中關於壓氣機和渦輪葉片氣動性能分析的章節，提供瞭非常成熟的分析框架，讓我能迅速對接上專業課程的學習。它的圖示極其精美且信息量巨大，每一張流綫圖、等值麵圖都經過精心設計，能瞬間捕捉到流動的關鍵特徵，比起某些隻有簡單示意圖的資料，這本書的視覺輔助效果是頂級的。整體而言，它更像是一位經驗豐富的老教授，在你身邊耐心講解，讓你不僅知其然，更知其所以然。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我最初是衝著它在某些特定領域的權威性而選擇它的，但真正深入閱讀後，我發現它最大的價值在於它為構建一個完整的流體力學知識體係提供瞭無可替代的骨架。這本書的行文風格非常穩健，幾乎沒有冗餘的、為瞭炫技而加入的復雜數學推導，所有的數學工具都是為瞭更好地描述物理現象。我對比過其他幾本同類書籍，很多書在講解動量守恒時，往往很快就跳到瞭復雜的張量形式，讓人望而卻步。而這本教材則非常人性化地從笛卡爾坐標係下的分量方程開始，層層遞進，確保讀者能夠牢牢掌握每一步的物理含義。這種循序漸進的教學法，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。對於想係統性地打好基礎，而不是隻為應付考試的學生來說，這本書的價值是無法估量的，它為你未來深入研究打下瞭堅實的地基。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本教科書，更像是一本工具書，一本隨時可以翻閱，並從中汲取新靈感的知識寶庫。我發現，隨著我參與的工程項目越來越多，我越來越頻繁地迴到這本書中查閱一些特定的章節，尤其是在處理一些非牛頓流體或者多相流動的初步設計階段。它的覆蓋麵非常廣，從最基礎的靜力學到非常前沿的數值計算預備知識都有涉獵。我記得有一次為一個水利工程做初步評估時，我為如何準確估算渠道水力摩阻係數而苦惱，恰好這本書裏有一章專門對比瞭曼寜公式和謝纔公式的應用場景和適用範圍，並給齣瞭詳細的修正係數錶格，這直接幫我解決瞭燃眉之急。它的學術嚴謹性毋庸置疑，但更難得的是它的“實用性”，它從未脫離實際工程的土壤，所有的理論都緊密地服務於“如何解決工程問題”這個核心。