流體力學基礎-(雙語版)-十三五江蘇省高等學校重 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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周劍鋒 著

圖書標籤:

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店鋪： 北京圖書大廈旗艦店

齣版社： 化學工業

ISBN：9787122310674

商品編碼：29371992434

叢書名： 十三五江蘇省高等學校重點教材

齣版時間：2018-06-01

基本信息

商品名稱： 流體力學基礎-(雙語版)	齣版社： 化學工業齣版社	齣版時間：2018-06-01
作者：周劍鋒	譯者：	開本： 16開
定價： 59.00	頁數：	印次： 1
ISBN號：9787122310675	商品類型：圖書	版次： 1

內容提要

本書係“十三五”江蘇省高等學校重點教材，本書內容涉及流體力學基本概念、基本理論和研究方法等幾個方麵，全書共9章，包括流體力學簡介、流體靜力學、流體運動學、流體流動的有限控製體分析、流體流動的微分分析、相似理論和量綱分析、管內流動、平麵勢流和繞物流動。與其他流體力學教材不同，本書是以介紹流體力學基礎知識為主，內容簡單。采用雙欄格式，中英文對照，可提高學生英文閱讀能力。為瞭加強學生對內容的理解，每章均配有習題。 本書可作為高等院校非力學專業本科生流體力學課程教材，也可供相關人員參考使用。

作者簡介

周劍鋒，南京工業大學 機械與動力工程學院，江蘇省力學學會青年工作委員會秘書長，院長助理，係主任，副教授，編者2006年從南京工業大學畢業，獲工學博士學位。後留校任教，承擔“工程流體力學”、“專業外語”、“彈性力學基礎”等課程的教學任務，同時任外教課程“流體力學”的助教，有一綫的教學工作經驗。主持國傢自然科學基金“非接觸式機械密封中的磁流體熱動力效應研究”、教育部博士點青年基金項目“微通道中液體流動的流固耦閤效應研究”、江蘇省自然科學基金項目“微管道陣列的強化傳熱機理研究”、江蘇省高校自然科學基金項目“微管道陣列與其內外流場的強化傳熱機理研究”和江蘇省六大人纔高峰項目“磁流體動壓潤滑機械密封的自適應特性研究”。 2010年被遴選為江蘇省高校“青藍工程”青年骨乾教師培養對象。獲國傢發明專利4項，發錶科研論文50餘篇，SCI檢索20餘篇。任江蘇省力學學會青年工作委員會秘書長，組織瞭多次省級的力學會議。2013年在愛爾蘭塔拉理工學院進修3個月，2014年在香港科技大學訪問一年，有一定的英文基礎。

目錄

Chapter 1 Introduction of Fluid Mechanics/1 1.1Brief History of Fluid Mechanics/1 1.2Dimensions and Units/4 1.2.1Dimensions/4 1.2.2Units/8 1.3Definition of a Fluid/10 1.3.1Continuity Hypothesis/10 1.3.2Density/12 1.3.3Specific Weight/13 1.3.4Specific Gravity/14 1.4Fluid Properties/14 1.4.1Compressibility/14 1.4.2Surface Tension/17 1.4.3Viscosity/20 第1章 流體力學簡介/1 1.1流體力學簡史/1 1.2量綱和單位/4 1.2.1量綱/4 1.2.2單位/8 1.3流體的定義/10 1.3.1連續性假設/10 1.3.2密度/12 1.3.3重度/13 1.3.4比重/14 1.4流體性質/14 1.4.1可壓縮性/14 1.4.2錶麵張力/17 1.4.3黏度/20 Chapter 2 Fluid Statics/27 2.1Pressure at a Point/27 2.2Basic Equation for Pressure Field/28 2.3Pressure Variation in a Fluid at Rest/31 2.3.1Incompressible Fluid/31 2.3.2Compressible Fluid/34 2.4Standard Atmosphere/35 2.5Buoyancy and Stability/37 2.5.1Archimedes‘ Principle/37 2.5.2Stability/40 2.6Measurement of Pressure/42 2.7Manometry/44 2.7.1Piezometer Tube/45 2.7.2U-Tube Manometer/46 2.7.3Inclined�睺ube Manometer/50 第2章 流體靜力學/27 2.1某一點的壓力/27 2.2壓力場基本方程/28 2.3靜止流體中的壓力變化/31 2.3.1不可壓縮流體/31 2.3.2可壓縮流體/34 2.4標準大氣/35 2.5浮力和穩定性/37 2.5.1阿基米德原理/37 2.5.2穩定性/40 2.6壓力的測量/42 2.7壓力測量法/44 2.7.1測壓管/45 2.7.2U形管壓力計/46 2.7.3傾斜管壓力計/50 Chapter 3 Fluid Kinematics/54 3.1The Velocity Field/54 3.1.1Eulerian method and Lagrangian method/55 3.1.2One-,Two- and Three-Dimensional Flows/56 3.1.3Steady and Unsteady Flows/57 3.1.4Streamlines,Streaklines and Pathlines/58 3.2The Acceleration Field/60 3.2.1The Material Derivative/60 3.2.2Unsteady Effects/62 3.2.3Convective Effects/63 3.3Fluid Element Kinematics/65 3.3.1Linear Motion and Deformation/66 3.3.2Angular Motion and Deformation/67 3.4System and Control Volume/69 3.5Reynolds Transport Theorem/71 3.5.1Derivation of the Reynolds Transport Theorem/73 3.5.2Relationship Between Reynolds transport theorem and Material Derivative/78 第3章 流體運動學/54 3.1速度場/54 3.1.1歐拉法和拉格朗日法/55 3.1.2一維、二維和三維流動/56 3.1.3定常和非定常流動/57 3.1.4流綫、紋綫和跡綫/58 3.2加速度場/60 3.2.1物質導數/60 3.2.2非定常作用/62 3.2.3對流作用/63 3.3流體微團運動/65 3.3.1綫運動和變形/66 3.3.2角運動和變形/67 3.4係統和控製體/69 3.5雷諾輸運定理/71 3.5.1雷諾輸運定理的推導/73 3.5.2雷諾輸運定理與物質導數的關係/78 Chapter 4 Finite Control Volume Analysis of Fluid Flow/82 4.1The Continuity Equation/82 4.1.1Derivation of the Continuity Equation/82 4.1.2Application of the Continuity Equation/85 4.2The Momentum Equation/88 4.2.1Derivation of the Momentum Equation/88 4.2.2Application of the Momentum Equation/89 4.3Moment-of-Momentum Equation/91 4.3.1Derivation of the Moment-of-Momentum Equation/91 4.3.2Application of the Moment-of-Momentum Equation/93 4.4The Energy Equation/96 4.4.1Derivation of the Energy Equation/96 4.4.2Application of the Energy Equation/98 4.4.3The Bernoulli Equation/100 第4章 流體流動的有限控製體分析/82 4.1連續性方程/82 4.1.1連續性方程的推導/82 4.1.2連續性方程的應用/85 4.2動量方程/88 4.2.1動量方程的推導/88 4.2.2動量方程的應用/89 4.3動量矩方程/91 4.3.1動量矩方程的推導/91 4.3.2動量矩方程的應用/93 4.4能量方程/96 4.4.1能量方程的推導/96 4.4.2能量方程的應用/98 4.4.3伯努利方程/100 Chapter 5 Differential Analysis of Fluid Flow/108 5.1Conservation of Mass/108 5.1.1Continuity Equation in Differential Form/109 5.1.2Continuity Equation in Cylindrical Coordinates/112 5.2Conservation of Momentum/112 5.2.1Forces Acting on the Differential Element/113 5.2.2Equations of Motion/116 5.3Viscous Flow/118 5.3.1Stress-Deformation Relationships/118 5.3.2The Naiver�睸tokes Equations/119 5.4Solutions for Viscous Incompressible Flow/120 5.4.1Steady,Laminar Flow Between Fixed Parallel Plates/120 5.4.2Steady,Laminar Flow in Circular Tubes/123 第5章流體流動的微分分析/108 5.1質量守恒/108 5.1.1微分形式的連續性方程/109 5.1.2柱坐標係中的連續性方程/112 5.2動量守恒/112 5.2.1作用在微元上的力/113 5.2.2運動方程/116 5.3黏性流動/118 5.3.1應力-變形關係/118 5.3.2納維-斯托剋斯方程/119 5.4黏性不可壓縮流動的求解/120 5.4.1固定平闆間的定常層流流動/120 5.4.2圓管內的定常層流流動/123 Chapter 6 Similitude and Dimensional Analysis/129 6.1Similitude/129 6.2Similarity Laws/131 6.3Dimensional Analysis/134 6.3.1Dimensional homogeneity principle/134 6.3.2The Rayleigh Method/135 6.3.3The Buckingham‘s Π Theorems/137 6.3.4Application of the Buckingham‘s Π Theorems/139 6.4Similitude and Modeling/143 6.4.1Approximate Model of Fluid Mechanics Problem/143 6.4.2Modeling Example/148 第6章 相似理論和量綱分析/129 6.1相似理論/129 6.2相似準則/131 6.3量綱分析/134 6.3.1量綱和諧原理/134 6.3.2瑞利法/135 6.3.3白金漢姆Π定理/137 6.3.4Π定理的應用/139 6.4相似與模化/143 6.4.1流體力學問題的近似模型/143 6.4.2模化實例/148 Chapter 7 Pipe Flow/154 7.1General Characteristics of Pipe Flow/155 7.2Laminar Flow in Circular Pipe/158 7.3Turbulent Flow in Circular Pipe/162 7.4Pressure Head Losses in Cir

現代工程與科學的基石：流體力學原理與應用 流體力學，作為一門研究流體（包括液體和氣體）運動規律及其與周圍環境相互作用的學科，是現代工程和科學領域中不可或缺的核心組成部分。它不僅揭示瞭自然界中許多宏觀現象的本質，更是航空航天、能源開發、環境治理、生物醫學等諸多前沿技術得以突破的關鍵。本書旨在為讀者構建一個紮實的流體力學理論框架，並著重強調其在實際工程問題中的廣泛應用，幫助讀者深入理解流體行為的深層機製，並具備運用所學知識解決復雜工程挑戰的能力。 第一章：流體基本概念與性質 本章將從最基礎的層麵齣發，為讀者鋪設認識流體世界的基石。我們將詳細介紹流體的定義，區分固態、液態和氣態之間的關鍵差異，以及流體獨有的力學特性。粘性，作為流體內部抵抗變形的內在屬性，將得到深入的探討，包括牛頓流體和非牛頓流體的概念，以及粘度係數在描述流體流動阻力方麵的作用。密度和比重則幫助我們理解流體的質量分布和相對輕重，這對於計算流體靜力學和動力學中的力平衡至關重要。錶麵張力和毛細現象，雖然在宏觀流動中可能不占主導地位，但在微小尺度下的流體行為，如液體在細管中的上升或下降，以及液滴的形成，都扮演著關鍵角色，它們將在本章中得到清晰的闡述。此外，我們將引入壓力的概念，闡述靜止流體中壓力的分布規律，為後續靜力學章節奠定基礎。 第二章：流體靜力學 流體靜力學研究的是靜止流體所受的力及其平衡狀態。本章將深入講解帕斯卡定律，即施加於密閉流體上的壓力會均勻地傳遞到流體中的每一個點，這是液壓係統等工程應用的核心原理。我們將詳細推導流體靜壓的計算公式，分析靜止流體在重力作用下産生的壓力梯度，並以此為基礎，探討不同深度下流體壓力的變化規律。浮力，作為流體靜力學中最直觀的現象之一，也將被係統地介紹，包括阿基米德原理及其在物體沉浮判斷、船舶設計等領域的應用。同時，本章還將涵蓋浮體和沉體的判彆條件，以及穩定性和非穩定性平衡的概念，理解物體在流體中漂浮時的受力分析。此外，我們將研究封閉容器中流體靜力學的復雜問題，如底部受力分析，以及在非均勻重力場或鏇轉狀態下的流體靜壓分布。 第三章：流體動力學基礎——連續性方程 進入流體動力學領域，我們將研究運動中的流體。本章將首先引入流體流動的基本概念，包括流綫、跡綫和渦綫，它們是描述流體運動路徑和速度分布的重要工具。我們將詳細推導並闡述連續性方程，這是流體動力學的基本守恒定律之一，它錶明在穩態流動下，流過任意截麵的流體質量流量保持不變。通過分析連續性方程，我們可以理解不同截麵積下流體速度的變化關係，例如在喉管效應中的應用。本章還將探討流量和流速的概念及其相互關係，並分析一些簡單的流量計算實例。對於不可壓縮流體和可壓縮流體，連續性方程的應用形式會有所不同，這些差異也將得到說明。 第四章：能量方程——伯努利方程 能量的守恒是自然界的基本規律，在流體力學中，我們通過能量方程來描述流體在流動過程中的能量轉換。本章的核心內容將是伯努利方程，它是基於能量守恒原理推導齣的一個重要方程，描述瞭理想、不可壓縮、穩態流動中，流體質點在流動路徑上壓力能、動能和勢能之間的關係。我們將詳細解析伯努利方程的各項含義，並探討其適用條件。通過伯努利方程，我們可以解釋許多日常現象，如狹窄管道中水流速度加快，以及飛機機翼産生升力的基本原理。本章還將介紹不同形式的伯努利方程，例如考慮瞭摩擦損失的實際伯努利方程，以及如何應用伯努利方程解決實際工程問題，如水泵設計、管道流量測量等。 第五章：動量方程與流動阻力 在理解瞭流體動量守恒的重要性後，本章將深入探討動量方程。動量方程是描述流體在流動過程中動量變化規律的方程，它允許我們計算作用在物體錶麵的流體力和力矩。我們將通過動量方程來分析流體對運動物體的作用力，例如噴嘴噴射産生的反作用力，以及火箭發動機的工作原理。流體流動過程中不可避免地會産生阻力，本章將重點關注流動阻力的來源和計算方法。我們將區分形狀阻力（由流體繞過物體産生的壓力差引起）和摩擦阻力（由流體粘性引起）的概念。雷諾數，作為描述流體流動狀態（層流或湍流）的關鍵無量綱參數，將在本章中被引入，並詳細闡述其對流動阻力的影響。阻力係數、升力係數等工程常用參數的計算和應用也將得到詳細講解，為理解和減小空氣動力學和水動力學中的阻力提供理論基礎。 第六章：相似性原理與量綱分析 在許多復雜的流體力學問題中，直接進行實驗或數值模擬可能成本高昂且耗時。相似性原理與量綱分析提供瞭一種有效的解決途徑。本章將介紹相似性原理，它允許我們在較小的模型上進行實驗，然後將實驗結果通過適當的比例放大到實際尺寸上，從而節省時間和資源。我們將詳細闡述幾何相似、運動相似和物理相似的概念。量綱分析，特彆是π定理，將作為實現相似性的關鍵數學工具進行講解。通過量綱分析，我們可以將復雜的物理問題簡化為僅包含少數幾個關鍵無量綱參數的方程，從而更容易地進行實驗設計和結果推廣。本章將通過實例演示如何利用量綱分析推導齣重要的工程關係式，例如阻力係數與雷諾數、馬赫數等無量綱參數之間的關係。 第七章：粘性流動的流動阻力與能量損失 本章將是對第五章“動量方程與流動阻力”的進一步深化和擴展，將更專注於粘性流動的具體錶現以及由此帶來的能量損失。我們將詳細分析不同幾何形狀（如平闆、圓柱體、球體）在不同流速下的流動特性，並深入研究湍流的本質。湍流的隨機性、渦鏇結構以及其對混閤和能量耗散的影響將得到充分闡述。我們將探討湍流邊界層的發展過程，以及如何計算湍流邊界層對物體錶麵的摩擦阻力。對於管道內的流動，我們將重點分析沿程阻力係數和局部阻力係數的概念，並介紹如何根據雷諾數和管道的粗糙度來確定阻力係數。水力學中常用的達西-魏斯巴赫公式以及摩爾圖等工具的應用也將貫穿其中。此外，本章還將深入探討流體在通過各種工程構件（如閥門、彎頭、縮放管）時産生的局部能量損失，並介紹如何進行能量損失的估算和補償。 第八章：不可壓縮流動與可壓縮流動 本章將對流體流動按其壓縮性進行分類，並分彆討論不可壓縮流動和可壓縮流動的主要特徵。對於不可壓縮流動，我們將迴顧並進一步鞏固伯努利方程、連續性方程等在理想流體和粘性流體中的應用，並引入一些更復雜的不可壓縮流動現象，如鏇渦、射流等。重點將放在可壓縮流動，其顯著特點是流體密度隨壓力和溫度發生顯著變化。我們將介紹馬赫數，作為衡量流體速度與聲速之比的關鍵參數，並區分亞音速、跨音速、超音速和高超音速流動的不同流動形態。激波和膨脹波作為可超音速流動的典型現象，將得到詳細的講解，包括其形成機理、傳播特性以及對流場的影響。氣體動力學中的一些基本方程，如剋拉佩龍方程、等熵流動方程等也將得到介紹。 第九章：流體機械基礎 流體機械是將流體能轉換為機械能或將機械能轉換為流體能的設備，在現代工業中扮演著至關重要的角色。本章將介紹各類流體機械的基本原理、結構和應用。我們將詳細介紹離心泵和軸流泵的工作原理，分析葉輪、導葉等關鍵部件的作用，並探討泵的特性麯綫，如揚程-流量特性、效率特性等。同時，我們將介紹水輪機，如混流式、貫流式、衝擊式水輪機的工作原理，以及其在水力發電中的應用。風力發電機和蒸汽輪機等也將作為能量轉換的代錶性機械進行介紹。此外，壓縮機、風扇、鼓風機等增壓設備的工作原理和特性也將得到闡述。本章將注重理論與實踐的結閤，通過實例展示流體機械在能源、化工、交通等領域的廣泛應用。 第十章：邊界層理論與流動分離 邊界層理論是研究粘性流體在固體壁麵附近流動的重要理論。本章將深入探討邊界層的形成、發展以及其對流體行為的影響。我們將區分層流邊界層和湍流邊界層，並介紹如何計算邊界層的厚度、速度虧損等參數。流動分離，是邊界層理論中一個至關重要的概念，它發生在邊界層在不利壓力梯度下脫離壁麵，導緻流體流動發生急劇變化，並産生更大的阻力。我們將詳細分析流動分離的成因、預測方法以及減小流動分離的策略，如翼型設計、鈍體外形優化等。這對於航空器的升力維持、汽車的空氣動力學性能提升等都具有極其重要的意義。 第十一章：多相流與非牛頓流體 現實世界中的流體流動遠非單一相或理想流體。本章將拓展流體力學的研究範疇，引入多相流和非牛頓流體的概念。多相流是指由兩種或兩種以上不同相（如氣-液、液-固、氣-固）組成的流體係統，例如氣泡流、液滴流、懸浮液等。我們將探討多相流動的復雜性，以及如何利用流體力學原理分析和控製多相流動過程。非牛頓流體則指的是其剪切應力與剪切速率之間不呈綫性關係的流體，例如血液、聚閤物溶液、泥漿等。我們將介紹剪切變稀流體、剪切增稠流體、塑性流體等不同類型的非牛頓流體，並探討其獨特的流變學行為及其在化工、食品、生物等領域的應用。 第十二章：計算流體力學（CFD）入門 隨著計算機技術的飛速發展，計算流體力學（CFD）已成為解決復雜流體力學問題的重要工具。本章將為讀者提供CFD的基本入門知識。我們將介紹CFD的基本原理，包括離散化方法（如有限差分法、有限體積法、有限元法）將連續的流體方程轉化為代數方程組。我們將簡要介紹求解器的工作流程，以及網格生成在CFD分析中的重要性。通過CFD，我們可以對流體的速度、壓力、溫度等場進行數值模擬，並可視化流體流動過程，從而預測和優化工程設計。本章將通過一些簡單的CFD算例，展示CFD在解決實際工程問題中的應用，如飛機翼型設計、發動機燃燒模擬、河流模型模擬等，為讀者進一步深入學習CFD打下基礎。 第十三章：流體力學在工程中的應用實例 本書的最後一章將聚焦於流體力學在各工程領域的廣泛而深刻的應用。我們將通過精選的案例，展示流體力學原理如何在實際工程問題中得到應用並解決。在航空航天領域，我們將探討飛機機翼設計中的升力産生機理、尾翼的穩定性作用，以及火箭發動機的推力産生原理。在能源領域，我們將分析水力發電站、風力發電機組的設計原理，以及石油天然氣管道中的流動計算。在環境工程領域，我們將研究河流、湖泊和海洋中的汙染物擴散模型，以及大氣汙染物的傳播模擬。在生物醫學領域，我們將探討血液在血管中的流動特性，以及藥物輸送係統的設計。此外，在建築工程、交通工程、機械工程等領域，流體力學同樣發揮著不可替代的作用。通過這些鮮活的實例，讀者將能夠深刻體會到流體力學理論的價值和力量。 本書力求理論體係嚴謹，內容由淺入深，並通過大量的實例和圖示，幫助讀者建立直觀的理解。我們相信，通過對本書內容的深入學習，讀者將能夠掌握流體力學的基本原理，並能將其靈活應用於解決各類工程技術問題，為未來的學術研究和工程實踐奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編輯風格也十分值得稱道。每章節的開頭都有一段引言，簡明扼要地概括瞭本章的學習目標和核心內容，讓讀者在閱讀前就能對內容有一個大緻的框架。章節末尾則設有思考題和習題，這些題目難度梯度明顯，既有鞏固基礎的簡單題，也有挑戰思維的綜閤題，非常適閤用於檢驗學習效果和加深對知識的理解。雙語對照的編寫方式，更是為有誌於進一步深造或與國際同行交流的讀者提供瞭極大的便利，這一點我非常贊賞。

評分☆☆☆☆☆

我尤其欣賞這本書在處理一些經典流體力學問題時的細緻入微。例如，在講解伯努利方程的推導過程中，作者不僅給齣瞭嚴謹的數學推導，還穿插瞭大量貼近實際生活的例子，比如飛機的升力是如何産生的，水管中的水流速度與壓強之間的關係等等。這些生動的例子，讓原本抽象的理論變得觸手可及，極大地激發瞭我的學習興趣。我感覺作者在編寫這本書時，非常注重理論與實踐的結閤，力求讓讀者在掌握核心理論的同時，也能深刻理解其在工程應用中的重要性。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對物理學領域一直保持著好奇心的學生，我一直對那些看似神秘的自然現象背後的規律充滿探究欲。流體力學，在我看來，就是其中一個極具魅力的分支，它解釋瞭風的呼嘯，水的奔湧，甚至是我們呼吸的空氣如何流動。這本書的齣現，恰好滿足瞭我對這一領域深入瞭解的渴望。我希望通過這本書，能夠構建起我對流體力學概念的清晰認知，理解其中的基本原理，並為將來可能遇到的相關課題打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書封麵設計得很大氣，封麵上“流體力學基礎”幾個字遒勁有力，加上“雙語版”的點綴，讓人一眼就能看齣其專業性和國際視野。我是在圖書館隨意翻閱時注意到它的，厚實的書脊和略帶磨損的封麵，似乎都在訴說著它在學術界被廣泛使用的曆史。拿到手裏，分量感十足，這通常意味著內容紮實，絕非泛泛而談。雖然我還沒來得及深入閱讀，但僅憑第一印象，我就被它傳遞齣的嚴謹、係統和權威感所吸引。

評分☆☆☆☆☆

翻開內頁，紙張的質感非常棒，不是那種廉價的白紙，而是略帶米黃色的印刷紙，觸感溫潤，長時間閱讀眼睛也不易疲勞。排版清晰，字體大小適中，段落之間的留白也恰到好處，閱讀起來非常舒適。更值得一提的是，我看到其中夾雜著不少圖錶和公式，綫條清晰，標注明確，即使是初學者也能大緻領會其邏輯。雖然我個人對其中的某些概念還不太熟悉，但這種直觀的視覺呈現方式，無疑大大降低瞭理解門檻，讓人對接下來的學習充滿瞭期待。