流体力学/“十二五”普通高等教育本科规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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贾宝贤，周军伟 编

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• 高等教育
• 物理学
• 工程流体力学
• 流体动力学
• 流体静力学
• 传热流体

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122189097

版次：1

商品编码：11389252

包装：16K

丛书名： “十二五”普通高等教育本科规划教材

开本：16开

出版时间：2014-02-01

用纸：胶版纸

页数：296

正文语种：中文

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

前言/序言

《工程热力学基础》 作者： 张华，李明 出版社： 高等教育出版社 出版时间： 2023年10月 ISBN： 978-7-04-068XXXX-X --- 内容简介 本书旨在为工科专业本科生系统讲授工程热力学的基础理论、基本定律和工程应用。在全面覆盖经典热力学核心内容的同时，本书特别强调与现代工程实践的紧密结合，力求在理论深度与工程实用性之间达到完美的平衡。全书共分十章，内容组织逻辑清晰，由浅入深，图文并茂，旨在帮助读者建立扎实的理论基础和独立解决工程问题的能力。 第一部分：热力学基础与基本概念 (第一章至第三章) 第一章：绪论与基本概念 本章首先阐述了工程热力学在现代工程科学中的核心地位及其发展历程，明确了本书的研究范围和学习目标。重点对系统、边界、状态、过程、可逆性、功和热量等基本热力学术语进行了严格的定义和区分。通过大量实际工程实例，如发动机循环、蒸汽轮机等，帮助学生直观理解热力学研究的对象和方法。本章详细介绍了热力学温标的建立和温度的物理意义，为后续的能量分析奠定基础。 第二章：理想气体的热力学性质与过程 本章深入探讨了理想气体的状态方程——克拉珀龙方程，并以此为基础，详细分析了理想气体经历的各种准静态过程，包括等温、等压、等容、绝热以及多变过程。对于每种过程，均严格推导了功和热量的计算公式，并利用 $p-v$ 图和 $T-s$ 图进行图形化分析，使学生能够清晰掌握过程的能量转换特征。此外，本章引入了比热容的概念，并讨论了定容比热与定压比热之间的关系，以及它们随温度变化的规律。 第三章：热力学第一定律——能量守恒 热力学第一定律是全书的核心基石。本章首先阐述了能量守恒定律在热力学领域的具体体现，导出了热力学第一定律的微分形式和积分形式。重点介绍了内能的概念、性质及其在不同过程中的变化规律。本章系统地推导了密闭系统和流动系统的能量方程（控制体形式的能量方程），并将其应用于搅拌过程、压缩过程、加热过程等典型工程问题中，强调了对系统进行能量衡量的科学方法。 第二部分：热力学第二定律与可用能分析 (第四章至第六章) 第四章：热力学第二定律 本章是理解热力学本质的关键。首先回顾了卡诺的蒸汽机研究，引出热力学第二定律的两种基本表述（克劳修斯和开尔文-普朗克）。然后，详细介绍了熵的概念，并推导出熵的产生原理和不可逆过程的判据（熵增原理）。本章深入分析了热力学第二定律在判断过程方向和确定极限效率方面的指导作用，包括卡诺定理和热力学第二定律的麦克斯韦关系式初步介绍。 第五章：熵与火用（可用能） 本章将热力学的分析层次提升到“品质”层面。首先，系统讲解了熵的计算方法，包括气体、液体和纯物质的熵变计算。随后，重点介绍了火用（Exergy）的概念——即衡量能量做有用功潜力的指标。通过火用的分析方法，可以更精确地定位工程系统中的能量耗散和损失环节。本章详细推导了火用损失的计算方法，并将其应用于换热器、泵、压缩机等典型设备，是进行系统优化设计的理论基础。 第六章：可逆循环与性能评价 本章应用热力学第一、第二定律，对各种重要的热力循环进行分析和评价。首先，详细分析了蒸汽动力循环（朗肯循环）的原理、改进措施及对效率的影响。其次，系统地分析了气体动力循环，包括理想的奥托循环、狄塞尔循环和布雷顿循环，并讨论了其提高效率的工程途径。本章强调了理想循环与实际循环的差异，并引入了热效率、制冷系数等关键性能指标。 第三部分：平衡、相变与化学热力学 (第七章至第十章) 第七章：热力学平衡与相律 本章探讨了系统的热力学平衡条件。详细介绍了纯物质的单相区、两相区（饱和区）和三相点，绘制了 $p-T$ 相图，并讲解了吉布斯相律在相平衡分析中的应用。重点分析了气液相平衡中的克拉珀龙方程，以及干燥蒸汽的性质和湿蒸汽的湿度参数（干度）的计算。 第八章：真实气体的热力学 本章将分析对象从理想气体扩展到真实气体。介绍了范德华方程、维里方程等常用的真实气体状态方程，并解释了真实气体偏差产生的原因。重点讲解了利用压缩因子图（$Z$ 图）进行工程估算的方法，以及焦耳-汤姆逊效应的物理意义及其在制冷和气体液化过程中的应用。 第九章：化学热力学基础 本章为后续的化学工程、材料科学等领域打下基础。介绍了化学反应热、焓变的概念，并详细讲解了盖斯定律（Hess's Law）在计算复杂反应热中的应用。系统阐述了标准生成焓、标准生成吉布斯自由能及其在计算反应平衡常数中的作用。本章还涉及化学反应的方向性和平衡转化率的判断。 第十章：流体动力学基础与能量方程的应用 本章简要介绍流动系统的热力学分析，作为连接热力学与流体力学的桥梁。重点阐述了等熵流动（如管道中的气体绝热流动）的基本概念，包括马赫数、临界状态的物理意义。详细分析了管道中的摩擦损失对流体状态的影响，并引入了德拉西方程（Darcy-Weisbach equation）的基础应用，以展示热力学能量方程在复杂流动系统中的综合应用能力。 --- 本书特色 1. 强调工程应用： 每一章节的理论推导后，均附有详细的工程算例，覆盖了化工、机械、能源等多个领域。 2. 严谨的符号体系： 遵循国际通用热力学符号标准，确保术语和公式的准确性。 3. 丰富的图表资源： 包含大量高质量的 $p-v-T$ 面图、相图和 Mollier 图，辅助理解复杂过程。 4. 习题设计层次分明： 章节末配有基础概念题、计算分析题和综合设计题，以适应不同层次的学习需求。 本书是高等院校工科专业学生学习《工程热力学》、《热力学与统计物理基础》等课程的理想教材，同时也可作为相关领域工程师进行理论复习和工程实践的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象是其理论与实践的紧密结合。它不仅仅停留在数学公式的推导上，而是将大量的工程应用场景融入其中。例如，在讲解边界层理论时，书中就详细分析了管道流动、翼型绕流以及泵和涡轮的工作原理。作者通过介绍雷诺数、努赛尔数等无量纲参数，让我认识到它们在相似性准则中的重要作用，以及如何利用模型实验来预测实际工程中的流动现象。我尤其对书中关于明渠流和有压管流的章节印象深刻，各种流量计算公式的推导和应用，让我看到了流体力学在水利工程、给排水系统设计等领域的实际价值。即使是对一些复杂的现象，如空化和射流，书中也提供了深入浅出的解释和相关的计算方法。这本书让我意识到，流体力学并非只是实验室里的象牙塔理论，而是关乎我们日常生活方方面面的重要学科。

评分☆☆☆☆☆

对于一个刚接触流体力学的学生来说，这本书无疑是一本极具价值的入门读物。它以一种非常友好的方式引导我们进入这个领域，从流体的主要分类、宏观性质的描述，到微观的分子运动。书中对质量守恒、动量守恒以及能量守恒定律在流体中的应用，也就是连续性方程、纳维-斯托克斯方程和能量方程的推导，都做得非常详尽，并且给出了丰富的算例。我尤其喜欢书中关于边界层分离的讨论，这解释了为什么一些物体的阻力会比预期的要大，以及如何通过设计来改善流场。此外，书中还涉及了辐射传热以及某些特殊流动情况，如多相流的初步概念，这让我看到了流体力学应用的广阔性。总体而言，这本书内容充实，条理清晰，对于建立扎实的流体力学基础非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在阐述复杂问题时，展现出了极高的教学技巧。作者在讲解每一种流动模型时，都会首先明确其适用条件和基本假设，这对于我们初学者避免概念混淆至关重要。例如，在介绍不可压缩流和可压缩流时，作者详细对比了它们在声速附近的流动行为差异。书中对相似性原理的讲解，特别是无量纲数在流动模拟中的作用，让我领略到如何通过简化模型来解决实际工程问题。我特别欣赏书中对非牛顿流体的一些初步介绍，这让我了解到流体并非总是遵循简单的牛顿粘性规律，一些高分子溶液、悬浮液等都具有复杂的流变特性。这本书并没有回避这些看似“不规则”的流体，而是给了我们一个初步的了解，这对于扩展我们的思维非常有益。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《流体力学》，我立刻被它严谨的逻辑和清晰的结构所吸引。作者从最基础的概念入手，循序渐进地讲解了流体静力学、运动学和动力学的基本原理。例如，在介绍伯努利方程时，作者不仅给出了数学推导，还结合了实际案例，比如飞行器的升力是如何产生的，这让我对抽象的理论有了更直观的理解。书中大量的图示也起到了画龙点睛的作用，帮助我更好地可视化流体的运动状态，无论是层流还是湍流，都能通过图解清晰展现。我特别喜欢书中对粘性流体流动方程的讲解，纳维-斯托克斯方程虽然复杂，但作者通过分解和简化，让我逐步理解了其中的各项物理意义，并尝试着去分析一些简单的粘性流动的例子。整本书给我的感觉就像一位经验丰富的老师，耐心地引导我一步步走进流体力学的世界，让我对这个看似深奥的学科产生了浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本《流体力学》在内容编排上显得十分巧妙，它在打好扎实理论基础的同时，也适当地引入了一些现代流体力学的前沿概念。开篇对流体基本性质的描述十分到位，从密度、粘度到表面张力，都做了详尽的介绍。之后，作者系统地阐述了流体运动的描述方法，包括欧拉法和拉格朗日法，以及流函数的引入，这些都为后续内容的理解奠定了基础。我发现书中对流体涡量和环量概念的讲解尤为精彩，它清晰地解释了这些概念如何与流体的旋转运动相关联，并引出了环量定理等重要结论。在后面关于势流的章节，我看到了其在空气动力学和水动力学设计中的应用，即使是对于一些非粘性、不可压缩的理想流体，也能通过势流理论进行初步的分析。这本书在理论的深度和广度上都做得相当不错，让我对流体运动有了更全面的认识。